JP2003123610A - 回路遮断器の通電情報計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路遮断器を配電盤に装着したときに、三相
３線式回路の相順が逆相になった場合でも回路遮断器を
取外すことなく、正しい相順で通電情報を表示できる回
路遮断器の通電情報計測装置を得る。 【解決手段】 回路遮断器内部に収容され各通電主導体
２の電流を検出する電流検出手段１８と、通電主導体２
間の電圧を検出する電圧検出手段１９と、電流検出手段
１８及び電圧検出手段１９により検出された電流及び電
圧を演算処理する演算処理手段２１〜２７と、各表示信
号出力を表示する表示部２９と、各表示信号出力の中か
ら表示部２９に表示させる内容を選択する表示内容選択
手段２８と、電圧検出手段１９で検出した電圧に基づい
て電圧の相順を判定する相順判定手段３１と、この判定
結果に基づいて表示部２９で表示する表示内容を入替え
るデータ入替手段３２とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配電盤などに設
置されて電路に流れる電流を開閉する回路遮断器に関
し、特に三相３線式回路または単相３線式回路における
電流、電圧、電力、電力量などの情報を計測表示する回
路遮断器の通電情報計測装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平１１−８９３０号
公報に示された従来の回路遮断器の通電情報計測装置を
示すブロック図、図６は図５の回路遮断器の通電情報計
測装置を配電盤に設置した構成図、図７は図５の計測用
変流器及び変圧器の結線を変更した場合を示すブロック
図である。

【０００３】図５において、１は回路遮断器本体、２は
負荷へ通電する通電主導体、３は通電主導体２の電流を
開閉する開閉接点、４は各通電主導体２に流れる電流を
検出する変流器、５は変流器４の出力電流を整流する整
流回路、６は整流回路５からの出力を電圧変換した後Ａ
／Ｄ変換処理を行なうことにより通電主導体２に流れる
電流の瞬時最大値を出力するピーク値変換回路である。

【０００４】７はピーク値変換回路６の出力が所定値を
超えた時に信号を出力する瞬時回路、８は瞬時回路７の
動作出力以下の出力レベルの時にピーク値変換回路６の
出力の大きさに基づいて反限時動作を行い信号を出力す
る短限時回路、９は整流回路５の出力を電圧変換した
後、Ａ／Ｄ変換処理を行なうことにより通電主導体２に
流れる電流の実効値に相当する信号を出力する実効値変
換回路、１０は実効値変換回路９の出力の大きさに基づ
いて通電主導体２に流れる電流が定格電流以上の時に反
限時動作信号を出力する長限時回路である。

【０００５】１１は瞬時回路７、短限時回路８、および
長限時回路１０のいずれかの信号出力を受けて、電磁コ
イル１２に励磁電流を流して開閉接点３を開路させて負
荷への通電を遮断するトリガ回路、１８は通電主導体２
に流れる電流を検出する電流検出手段である計測用変流
器、１９は通電主導体２間の線間電圧を検出する電圧検
出手段である変圧器で、計測用変流器１８、及び変圧器
１９は回路遮断器本体１の内部に収納されている。

【０００６】２０は電路の電流、電圧、電力、電力量な
どの情報を計測する通電情報計測装置、２１は計測用変
流器１８から出力されたアナログ信号をデジタル信号に
変換する電流Ａ／Ｄ変換回路、２２は変圧器１９からの
出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する電圧
Ａ／Ｄ変換回路である。なお、電流Ａ／Ｄ変換回路２
１、電圧Ａ／Ｄ変換回路２２における処理及びこれから
説明する通電情報計測装置２０内の処理は、通電情報計
測装置２０内に内蔵されたマイクロプロセッサー（図示
しない）により実行処理される。

【０００７】１３は電流Ａ／Ｄ変換回路２１から出力さ
れた出力信号に基づいて定格電流より小さい所定の電流
が通電主導体２に流れたときに事前警報出力回路１４へ
信号を出力して、事前警報表示ランプ１５を点灯させる
事前警報検知回路、１６は警報標示ランプ１５の電源を
外部電源１７から供給する電源回路である。

【０００８】２３は通電主導体２の各相別の電流値
（Ｉ）を出力する電流出力線、２４は通電主導体２の中
から最新の最大電流値（Ｉmax）を記憶保持する最大電
流値記憶回路、２５は線間電圧（Ｖ）を出力する電圧出
力線、２６は電流Ａ／Ｄ変換回路２１の出力信号と電圧
Ａ／Ｄ変換回路２２の出力信号を乗算し、負荷の電力
（Ｗ）に対応する出力を得る乗算回路、２７は乗算回路
２６からの出力を積算して電力量（Ｗｈ）にする積算回
路、２８は通電情報を表示する表示部２９に表示させる
内容を選択する表示内容選択手段である。

【０００９】以上のように構成された従来の回路遮断器
の通電情報計測装置は、電路における電流及び電圧を通
電情報計測装置２０を構成する電流Ａ／Ｄ変換回路２
１、電圧Ａ／Ｄ変換回路２２、電流出力線２３、最大電
流値記憶回路２４、電圧出力線２５、乗算回路２６、積
算回路２７により信号を処理した後、表示内容選択手段
２８により任意に選択することにより電流値（Ｉ）、最
大電流値（Ｉmax)、線間電圧（Ｖ）、電力（Ｗ）、電力
量（Ｗｈ）などの通電情報を表示部２９で表示させる。

【００１０】図６において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、
及び１ｅは配電盤に設置された回路遮断器本体、２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ，２０ｄ、及び２０ｅは回路遮断器
本体１ａ〜１ｅの夫々に取り付けられた通電情報計測装
置、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、及び２９ｅは通
電情報である計測値等を表示する表示部、３０ｂ、３０
ｃ、３０ｄ、及び３０ｅは回路遮断器本体１ａ、１ｂ、
１ｃ、１ｄ、及び１ｅの夫々の下流側に接続された負荷
である。

【００１１】以上のように構成された配電盤に取付けら
れた回路遮断器の通電情報計測装置２０ｂ、２０ｃ，２
０ｄ、及び２０ｅは、負荷３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、及
び３０ｅの電流値（Ｉ）、最大電流値（Ｉmax）、線間
電圧（Ｖ）、電力（Ｗ）、電力量（Ｗｈ）などの通電情
報を通電情報計測装置２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、及び２
０ｅの表示部２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、及び２９ｅで表
示させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器の通
電情報計測装置は以上のように形成されており、回路遮
断器本体１ａのＲ相、Ｓ相、Ｔ相に対して回路遮断器本
体１ｂは回路遮断器本体１ａと同様に左極、中極、右極
の順にＲ相、Ｓ相、Ｔ相が接続されるが、回路遮断器本
体１ｃでは左極、中極、右極の順に今度はＴ相、Ｓ相、
Ｒ相が接続されることになり、回路遮断器本体１ｃの通
電情報装置２０ｃの表示部２９ｃの表示は回路遮断器本
体１ａ及び回路遮断器本体１ｂの表示と比較すると相表
示と実際の相が逆になるという問題があった。

【００１３】以上の問題を解決するため図７に示すよう
に回路遮断器本体１の内部に配置された計測用変流器１
８及び変圧器１９の結線を変更して相順を入れ替える方
法があるが、配電盤に取り付けた状態では相を入れ替え
るには回路遮断器を取外す必要があり非常に困難である
という問題点があった。この発明は、かかる問題点を解
決するためになされたものであり、回路遮断器を取外す
ことなく、正しい相順で通電情報を表示できる回路遮断
器の通電情報計測装置を提供することを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器の通電情報計測装置は、回路遮断器内部に収容され各
通電主導体の電流を検出する電流検出手段と、上記通電
主導体間の電圧を検出する電圧検出手段と、上記電流検
出手段及び上記電圧検出手段により検出された電流及び
電圧を演算処理して少なくとも電流値、電圧値、電力
値、電力量を表示できる信号出力に変換する演算処理手
段と、上記各表示信号出力を表示する表示部と、各表示
信号出力の中から上記表示部に表示させる内容を選択す
る表示内容選択手段とを備えた回路遮断器の通電情報計
測装置において、上記電圧検出手段で検出した電圧に基
づいて電圧の相順を判定する相順判定手段と、この判定
結果に基づいて上記表示部で表示する表示内容を入替え
処理するデータ入替手段とを備えたものである。

【００１５】また、相順判定手段は単相であるか三相で
あるかを判定し、単相のときには表示部で表示する表示
内容を単相表示させるものである。

【００１６】相順判定を電圧波形のゼロクロス点位置に
より、判定するものである。

【００１７】実施形態１．図１は、この発明における実
施の形態１における回路遮断器の通電情報計測装置を示
すブロック図である。

【００１８】図において、１は回路遮断器本体、２は負
荷へ通電する通電主導体、３は通電主導体２の電流を開
閉する開閉接点、４は各通電主導体２に流れる電流を検
出する変流器、５は変流器４の出力電流を整流する整流
回路、６は整流回路５からの出力を電圧変換した後、Ａ
／Ｄ変換処理を行なうことにより通電主導体２に流れる
電流の瞬時最大値を出力するピーク値変換回路である。

【００１９】７はピーク値変換回路６の出力が所定値を
超えた時に信号を出力する瞬時回路、８は瞬時回路７の
動作出力以下の出力レベルの時にピーク値変換回路６の
出力の大きさに基づいて反限時動作を行い信号を出力す
る短限時回路、９は整流回路５の出力を電圧変換した
後、Ａ／Ｄ変換処理を行なうことにより通電主導体２に
流れる電流の実効値に相当する信号を出力する実効値変
換回路、１０は実効値変換回路９の出力の大きさに基づ
いて通電主導体２に流れる電流が定格電流以上の時に反
限時動作信号を出力する長限時回路である。

【００２０】１１は瞬時回路７、短限時回路８、および
長限時回路１０のいずれかの信号出力を受けて、電磁コ
イル１２に励磁電流を流して開閉接点３を開路させて負
荷への通電を遮断するトリガ回路、１８は通電主導体２
に流れる電流を検出する電流検出手段である計測用変流
器、１９は通電主導体２間の線間電圧を検出する電圧検
出手段である変圧器で、計測用変流器１８、及び変圧器
１９は回路遮断器本体１の内部に収納されている。

【００２１】２０は電路の電流、電圧、電力、電力量な
どの情報を計測する通電情報計測装置、２１は計測用変
流器１８から出力されたアナログ信号をデジタル信号に
変換する電流Ａ／Ｄ変換回路、２２は変圧器１９からの
出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する電圧
Ａ／Ｄ変換回路である。なお、電流Ａ／Ｄ変換回路２
１、電圧Ａ／Ｄ変換回路２２における処理及びこれから
説明する通電情報計測装置２０内の処理は、通電情報計
測装置２０内に内蔵されたマイクロプロセッサー（図示
しない）により実行処理される。

【００２２】１３は電流Ａ／Ｄ変換回路２１から出力さ
れた出力信号に基づいて定格電流より小さい所定の電流
が通電主導体２に流れたときに事前警報出力回路１４へ
信号を出力して、事前警報表示ランプ１５を点灯させる
事前警報検知回路、１６は警報標示ランプ１５の電源を
外部電源１７から供給する電源回路である。

【００２３】２３は通電主導体２の各相別の電流値
（Ｉ）を出力する電流出力線、２４は通電主導体２の中
から最新の最大電流値（Ｉmax）を記憶保持する最大電
流値記憶回路、２５は線間電圧（Ｖ）を出力する電圧出
力線、２６は電流Ａ／Ｄ変換回路２１の出力信号と電圧
Ａ／Ｄ変換回路２２の出力信号を乗算し、負荷の電力
（Ｗ）に対応する出力を得る乗算回路、２７は乗算回路
２６からの出力を積算して電力量（Ｗｈ）にする積算回
路、２８は通電情報を表示する表示部２９に表示させる
内容を選択する表示内容選択手段である。

【００２４】３１は、電圧出力線２５から出力された各
線間電圧波形の夫々のゼロクロス点位置の位相を計測し
て相順を判定する相順判定手段、３２は、相順判定手段
３１で判定した判定結果に基づいて表示部２９で所定の
内容を表示させるために表示内容選択手段２８にデータ
の入替え指示を与えるデータ入替手段である。

【００２５】図２は図１の動作を示すフローチャート、
図３は通電主導体で検出した線間電圧の関係を示すベク
トル図で、（ａ）は三相３線式回路における正相順の場
合、（ｂ）は三相３線式回路における逆相順の場合、
（ｃ）は単相３線式回路の場合を示す、図４は通電主導
体で検出した線間電圧波形の関係を示すタイムチャート
で、（ａ）は三相３線式回路の場合、（ｂ）は単相３線
式回路の場合を示す。

【００２６】次に、以上のように構成された本発明の実
施形態１における回路遮断器の通電情報計測装置の動作
について説明する。 （１）回路遮断器が交換されるかまたは新規装着された
後、開閉接点３が閉にされる。（Ｓ１０１） （２）相順判定手段３１は、電圧出力線２５から出力さ
れた線間電圧Ｖ１２、及び線間電圧Ｖ３２の電圧波形を
取り込む。（Ｓ１０２）

【００２７】（３）相順判定手段３１は、線間電圧Ｖ１
２のゼロクロス点よりも線間電圧Ｖ３２のゼロクロス点
位置の位相が６０°進んでいるか否かを判定（Ｓ１０
３）し、６０°進んでいるとき（図３（ａ）及び図４
（ａ））は、三相３線式回路の正相順であると判断し、
その結果をデータ入替手段３２に出力する。 （４）データ入替手段３２は、表示内容選択手段２８に
対してデータ入替処理を実施しない。よって、元々表示
内容選択手段２８に設定されている表示内容で通電情報
が表示部２９に表示（Ｓ１０６）される。

【００２８】（５）相順判定手段３１は、線間電圧Ｖ１
２のゼロクロス点よりも線間電圧Ｖ３２のゼロクロス点
位置の位相が６０°進んでいないときは、三相３線式回
路の逆相順または単相３線式回路のいずれかである判断
し、更に、線間電圧Ｖ１２のゼロクロス点よりも線間電
圧Ｖ３２のゼロクロス点位置の位相が６０°遅れている
か否かを判定（Ｓ１０４）する。

【００２９】（６）相順判定手段３１は、線間電圧Ｖ１
２のゼロクロス点よりも線間電圧Ｖ３２のゼロクロス点
位置の位相が６０°遅れてない場合（図３（ｃ）及び図
４（ｂ）に示される通り、単相３線式回路の場合は１８
０°遅れ）は、単相３線式回路の電圧が印加されている
と判断し、その結果をデータ入替手段３２に出力する。 （７）データ入替手段３２は、表示内容選択手段２８に
対して単相３線式回路対応の表示内容で通電情報を表示
させる指示を与え、表示内容選択手段２８は指示された
表示内容で表示部２９に表示（Ｓ１０６）する。

【００３０】（８）相順判定手段３１は、線間電圧Ｖ１
２のゼロクロス点よりも線間電圧Ｖ３２のゼロクロス点
位置の位相が６０°遅れている場合（図３（ｂ）及び図
４（ａ））は、三相３線式回路の逆相順であると判断
し、その結果をデータ入替手段３２に出力する。 （９）データ入替手段３２は、表示内容選択手段２８対
してデータ入替処理（線間電圧Ｖ１２と線間電圧Ｖ３２
及び線電流Ｉ１と線電流Ｉ３を入替える）を実行（Ｓ１
０５）させる。

【００３１】（１０）表示内容選択手段２８は、入替え
た表示内容で通電情報を表示部２９に表示（Ｓ１０６）
する。 （１１）表示部２９は以後、開閉接点３が開路するまで
現状の表示内容で通電情報を表示するが、開閉接点３が
開路後、閉路されると、上述したＳ１０２〜Ｓ１０７を
実行する。

【００３２】なお、三相３線式回路においては、上述し
た通りＶ１２とＶ３２の位相差が６０°あるため、正相
順と逆相順の判別が可能である。しかし、回路遮断器は
単相３線式回路にも混在して使用され、単相３線式回路
の場合、Ｖ１２とＶ３２の位相差が１８０°であり、正
相順と逆相順の判別を電圧波形の位相差から判断するこ
とは困難であるため、この場合はデータ入替手段３２か
ら手動により、表示内容選択手段２８対してデータ入替
処理（線間電圧Ｖ１２と線間電圧Ｖ３２及び線電流Ｉ１
と線電流Ｉ３を入替える）を実行させ、表示部２９で表
示させる。

【００３３】以上のように本発明の実施の形態１による
回路遮断器の通電情報計測装置によれば、回路遮断器を
配電盤に装着したときに、三相３線式回路の相順が逆相
になった場合でも回路遮断器を取外すことなく、正しい
相順で通電情報を表示できる。また、単相３線式回路の
電圧が印加されたときにおいて、単相３線式回路対応の
表示内容で表示を行わせることができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３５】請求項１の発明によれば、回路遮断器内部
に収容され各通電主導体の電流を検出する電流検出手段
と、上記通電主導体間の電圧を検出する電圧検出手段
と、上記電流検出手段及び上記電圧検出手段により検出
された電流及び電圧を演算処理して少なくとも電流値、
電圧値、電力値、電力量を表示できる信号出力に変換す
る演算処理手段と、上記各表示信号出力を表示する表示
部と、各表示信号出力の中から上記表示部に表示させる
内容を選択する表示内容選択手段とを備えた回路遮断器
の通電情報計測装置において、上記電圧検出手段で検出
した電圧に基づいて電圧の相順を判定する相順判定手段
と、この判定結果に基づいて上記表示部で表示する表示
内容を入替え処理するデータ入替手段とを備え、回路遮
断器を配電盤に装着したときに、三相３線式回路の相順
が逆相になった場合でも回路遮断器を取外すことなく、
正しい相順で通電情報を表示できる。

【００３６】請求項２の発明によれば、相順判定手段は
単相であるか三相であるかを判定し、単相のときには表
示部で表示する表示内容を単相表示させるようにしたの
で、単相３線式回路の電圧が印加されたときにおいて、
単相３線式回路対応の表示内容で表示を行わせることが
できる。

【００３７】請求項３の発明によれば、相順判定を電圧
波形のゼロクロス点位置により、判定するようにしたの
で、判定が確実である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明における実施の形態１における回路
遮断器の通電情報計測装置を示すブロック図である。

【図２】 図１の動作を示すフローチャートである。

【図３】 図１の通電主導体で検出した線間電圧の関係
を示すベクトル図で、（ａ）は三相３線式回路における
正相順の場合、（ｂ）は三相３線式回路における逆相順
の場合、（ｃ）は単相３線式回路の場合を示す。

【図４】 図４は通電主導体で検出した線間電圧波形の
関係を示すタイムチャートで、（ａ）は三相３線式回路
の場合、（ｂ）は単相３線式回路の場合を示す。

【図５】 従来の回路遮断器の通電情報計測装置を示す
ブロック図である。

【図６】 図５の回路遮断器の通電情報計測装置を配電
盤に設置した図である。

【図７】 図５の計測用変流器及び変圧器の結線を変更
した場合を示すブロック図である。

【符号の説明】

２ 通電主導体、１８ 電流検出手段、１９ 電圧検出
手段、２０ 通電情報計測装置、２１ 電流Ａ／Ｄ変換
回路、２２ 電圧Ａ／Ｄ変換回路、２４ 最大電流値記
憶回路、２６ 乗算回路、２７ 積算回路、２８ 表示
内容選択手段、２９ 表示部、３１ 相順判定手段、３
２ データ入替手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路遮断器内部に収容され各通電主導体
   の電流を検出する電流検出手段と、上記通電主導体間の
   電圧を検出する電圧検出手段と、上記電流検出手段及び
   上記電圧検出手段により検出された電流及び電圧を演算
   処理して少なくとも電流値、電圧値、電力値、電力量を
   表示できる信号出力に変換する演算処理手段と、上記各
   表示信号出力を表示する表示部と、各表示信号出力の中
   から上記表示部に表示させる内容を選択する表示内容選
   択手段とを備えた回路遮断器の通電情報計測装置におい
   て、上記電圧検出手段で検出した電圧に基づいて電圧の
   相順を判定する相順判定手段と、この判定結果に基づい
   て上記表示部で表示する表示内容を入替え処理するデー
   タ入替手段とを備えたことを特徴とする回路遮断器の通
   電情報計測装置。
2. 【請求項２】 相順判定手段は単相であるか三相である
   かを判定し、単相のときには表示部で表示する表示内容
   を単相表示させることを特徴とする請求項１記載の回路
   遮断器の通電情報計測装置。
3. 【請求項３】 相順判定を電圧波形のゼロクロス点位置
   により、判定することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の回路遮断器の通電情報計測装置