JP2003202354A - 通電情報計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電路で短絡電流などの過電流が流れたり、電
圧が低下したり、漏洩事故が発生したりする等の突発的
に発生した異常発生時の通電情報を精度良く処理するこ
とができる通電情報計測装置を得る。 【解決手段】 電路１，２，３に流れる電流、電路に印
加される電圧、電路１，２，３の流れる漏洩電流等の通
電情報を選択する信号選択回路１６と、その出力を数種
類の倍率で増幅するレンジアンプ１７とで構成される信
号検出手段１００と、該信号検出手段１００で検出した
信号を処理する通電情報処理手段１９とを備えた通電情
報計測装置において、取得したデータとどの倍率のデー
タであるかの情報を記憶手段２０に記憶させておいて、
異常発生時にこれらのデータから最大値を求め演算処理
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電路に流れる電
流、電路に印加される電圧、電路の流れる漏洩電流等の
通電情報を計測する計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の通電情報計測装置の構成を
示すブロック図、図４は図３の通電情報計測装置の動作
を示すフローチャートである。

【０００３】図において、１、２、３は各々計測対象と
する電路、４、５、６は電路１、２、３のそれぞれに流
れる電流を変流する計器用変流器（以下変流器と呼
ぶ）、７は電路１と電路２間の電圧を変圧する計器用変
圧器（以下変圧器と呼ぶ）、８は電路２と電路３間の電
圧を変圧する変圧器、９は電路１〜３相における漏洩電
流を検出する零相変流器、１０、１１、１２、１３、１
４及び１５は変流器４〜６、変圧器７、８及び零相変流
器９から出力された信号を比例した電圧信号に変換する
信号レベル変換回路で、４〜１５により信号検出手段１
００を形成している。

【０００４】１６は信号レベル変換回路１０〜１５から
出力された信号の中から所定の信号を選択して出力する
信号選択回路、１７は信号選択回路１６により選択され
た信号を数種類の所定の倍率に増幅して出力するレンジ
アンプ１７であり、複数のアンプである第１のアンプ１
７ａ、第２のアンプ１７ｂ、第３のアンプ１７ｃで構成
されており、第１のアンプ１７ａは入力信号をｋ倍に増
幅し、第２のアンプ１７ｂは入力信号をｌ倍に増幅し、
第３のアンプ１７ｃは入力信号をｍ倍に増幅する。

【０００５】１８はレンジアンプ１７から出力された出
力電圧をアナログからデジタルへ変換するＡ／Ｄ変換回
路、１９はＡ／Ｄ変換回路１８から出力された電路１〜
３の各相に流れる電流、電路１〜３の各相間の電圧、及
び電路１〜３の各相に流れる漏洩電流の信号に基いて、
電圧及び電流の実効値、電力、電力量、力率等の通電情
報を演算処理すると共に信号選択回路１６へ必要な信号
を選択するために選択信号を出力する演算手段であるマ
イクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）である。

【０００６】２０はマイコン１９が演算処理した各計測
値のうち最大値、電力量などの重要な計測値を記憶保持
すると共にマイコン１９が演算処理、判定処理などを行
なうためのデータを記憶させる記憶手段である不揮発性
メモリ、２１はマイコン１９が演算処理した結果を表示
する表示手段で、１６〜２１により通電情報処理手段で
ある。

【０００７】次に以上のように構成された従来の通電情
報計測装置の動作について説明する。なお、信号選択に
ついては信号選択回路１６により電路１〜３の１つの相
の電流が選択されているものとして説明する。 （１）マイコン１７は、サンプリング間隔、例えば、１
ｍｓごとに計測しようとする計測要素を選択するための
選択信号を信号選択回路１６に出力し、信号検出手段１
００から出力された信号をレンジアンプ１７に入力さ
せ、レンジアンプ１７で増幅された信号をＡ／Ｄ変換回
路１８によりＡ/Ｄ変換した後、レンジアンプ１７の第
１のアンプ１７ａ、第２のアンプ１７ｂ、第３のアンプ
１７ｃの出力信号を不揮発性メモリ２０のデータエリア
（第１のアンプ１７ａのデータエリアＩｋ，第１のアン
プ１７ｂのデータエリアＩｌ，第３のアンプ１７ｃのデ
ータエリアＩｍ）に格納する。（Ｓ１０１）

【０００８】（２）次に格納したデータを倍率（図３で
は倍率はｋ＞ｌ＞ｍとする）の高いレンジからレンジオ
ーバー、つまりそのレンジの定格値を超過しているか、
超過してないかの有効範囲判定を行い有効範囲内であれ
ばそのデータを使用し、もし、レンジオーバーしていれ
ば次の高い倍率のレンジの有効範囲判定を行うことによ
り、有効なデータを選択する。（Ｓ１０２）

【０００９】（３）有効なデータが決定されると、選択
されたデータ（瞬時値）から実効値を演算する。例え
ば、第１のアンプ１７ａのデータが有効な場合は、その
データＩｋ、その第１のアンプ１７ａの倍率Ａｋ、第１
のアンプ１７ａの誤差を補正する係数Ｂｋ、実際の計測
値に換算するための係数Ｃｋとすると、実効値はＩｋ×
Ａｋ×Ｂｋ×Ｃｋ÷√２となり、演算(Ｓ１０３)後、こ
の値を不揮発性メモリ２０のデータエリアＩ（ｎ）へ格
納する。

【００１０】（４）次にサンプリング回数ｎが規定の回
数（Ｎ）に達したかを判定し（Ｓ１０４）、達していな
ければｎ←ｎ＋１としてＳ１０１に戻り次のデータを取
得する。達していた場合は、Ｉ（ｎ）の中の最大値Ｉｍ
ａｘを求め（Ｓ１０５）、このデータをデータエリアＩ
Ｆｓに格納し（Ｓ１０６）、ｎ←１にクリアしてＳ１０
１に戻り処理を継続する。ここで最大値データＩＦ
（ｓ）は、規定回数（Ｓ）回分格納されており、最大値
Ｉｍａｘが求められた時点で順次更新される。この結
果、サンプリング周期とサンプリング回数（Ｎ）により
決定される期間の最大値がＳ個分格納されることにな
る。

【００１１】（５）以後、上記の処理（１）から（４）
を繰り返し、最大値のデータＩＦ（ｓ）の更新を続け
る。 （６）最大値のデータＩＦ（ｓ）を定期的、または不定
期に表示手段２１で表示させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の通電情報計測装
置は以上のようにサンプリング毎にマイコンで演算処理
を実行するように形成されているため、マイコンの処理
密度が高く、計測の精度が低下する共に、突発的に電路
で発生した異常時の通電情報を精度良く処理することが
できないという問題があった。その対応として高性能
（処理速度の速い）のマイコンを用いることによりサン
プリング頻度を大きくして大量データを取得させ、この
データを格納させる方法があるが、この場合、データエ
リアの増大に伴いメモリ容量が大きくなり、装置が高価
になるという問題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る通電情報
計測装置は、電路に流れる電流、電路に印加される電
圧、電路の流れる漏洩電流等の通電情報の信号を検出す
る信号検出手段と、該信号検出手段で検出した信号を処
理する通電情報処理手段とを備えた通電情報計測装置に
おいて、前記通電情報処理手段は、前記信号検出手段か
ら出力された信号の中から所定の信号を選択する信号選
択手段と、この信号選択手段で選択した信号を異なる所
定の倍率で増幅する複数のアンプからなるレンジアンプ
と、前記アンプから出力された信号から所定の信号を選
択して演算する演算手段と、前記演算結果をデータとし
て記憶する記憶手段とを備え、前記演算手段は、通常時
は前記アンプから出力された信号から所定の信号を選択
してデータとして前記記憶手段に記憶させ、前記電路で
異常が発生したときに前記記憶手段に記憶されたデータ
と異常データとを比較しこの比較結果に基いて有効なデ
ータを選択して演算し演算結果を前記記憶手段に記憶さ
せるものである。

【００１４】また、通常時に記憶手段に記憶させるデー
タはレンジアンプのアンプを識別するデータと信号デー
タとし、異常時に記憶手段に記憶させるデータは実効値
に演算したデータにしたものである。

【００１５】また、演算結果を表示する表示手段を備え
たものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１における通電情報計測装置の構成を示すブロ
ック図、図２は図１の通電情報計測装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【００１７】図において、１、２、３は各々計測対象と
する電路、４、５、６は電路１、２、３のそれぞれに流
れる電流を変流する計器用変流器（以下変流器と呼
ぶ）、７は電路１と電路２間の電圧を変圧する計器用変
圧器（以下変圧器と呼ぶ）、８は電路２と電路３間の電
圧を変圧する変圧器、９は電路１〜３相における漏洩電
流を検出する零相変流器、１０、１１、１２、１３、１
４及び１５は変流器４〜６、変圧器７、８及び零相変流
器９から出力された信号を比例した電圧信号に変換する
信号レベル変換回路で、４〜１５により信号検出手段１
００を形成している。

【００１８】１６は信号レベル変換回路１０〜１５から
出力された信号の中から所定の信号を選択して出力する
信号選択回路、１７は信号選択回路１６により選択され
た信号を数種類の所定の倍率に増幅して出力するレンジ
アンプ１７であり、複数のアンプである第１のアンプ１
７ａ、第２のアンプ１７ｂ、第３のアンプ１７ｃで構成
されており、第１のアンプ１７ａは入力信号をｋ倍に増
幅し、第２のアンプ１７ｂは入力信号をｌ倍に増幅し、
第３のアンプ１７ｃは入力信号をｍ倍に増幅する。

【００１９】１８はレンジアンプ１７から出力された出
力電圧をアナログからデジタルへ変換するＡ／Ｄ変換回
路、１９はＡ／Ｄ変換回路１８から出力された電路１〜
３の各相に流れる電流、電路１〜３の各相間の電圧、及
び電路１〜３の各相に流れる漏洩電流の信号に基いて、
電圧及び電流の実効値、電力、電力量、力率等の通電情
報を演算処理すると共に信号選択回路１６へ必要な信号
を選択するために選択信号を出力する演算手段であるマ
イクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）である。

【００２０】２０はマイコン１９が演算処理した各計測
値のうち最大値、電力量などの重要な計測値を記憶保持
すると共にマイコン１９が演算処理、判定処理などを行
なうためのデータを記憶させる記憶手段である不揮発性
メモリ、２１はマイコン１９が演算処理した結果を表示
する表示手段で、１６〜２１により通電情報処理手段で
ある。

【００２１】次に本発明の実施の形態１における通電情
報計測装置の動作について図を用いて説明する。なお、
信号選択については信号選択回路１６により電路１〜３
の１つの相の電流が選択されているものとして説明す
る。

【００２２】（１）マイコン１７はＡ／Ｄ変換回路１８
から入力された信号を演算処理し、この値と不揮発性メ
モリ２０にあらかじめ記憶された異常電流であるか否か
を判定する判定値との比較を行ない異常検出を判定（Ｓ
１０１）する。

【００２３】（２）異常電流でない場合は、マイコン１
９は所定のサンプリング周期、例えば、１ｍｓごとに計
測しようとする計測要素を選択するための選択信号を信
号選択回路１６に出力し、信号検出手段１００から出力
された信号をレンジアンプ１７に入力させ、レンジアン
プ１７で増幅された信号をＡ／Ｄ変換回路１８によりＡ
/Ｄ変換した後、レンジアンプ１７の第１のアンプ１７
ａ、第２のアンプ１７ｂ、第３のアンプ１７ｃの出力信
号を不揮発性メモリ２０のデータエリア（第１のアンプ
１７ａのデータエリアＩｋ、第１のアンプ１７ｂのデー
タエリアＩｌ、第３のアンプ１７ｃのデータエリアＩ
ｍ）に格納する。（Ｓ２０２）

【００２４】（３）次に格納したデータを倍率（図１で
は倍率はｋ＞ｌ＞ｍとする）の高いレンジからレンジオ
ーバー、つまりそのレンジの定格値を超過しているか、
超過してないかの有効範囲判定を行い、有効範囲内であ
ればそのデータを使用し、もし、レンジオーバーしてい
れば次の高い倍率のレンジの有効範囲判定を行うことに
より、有効なデータを選択する。（Ｓ２０３） （４）有効なデータが決定すると選択されたデータＩを
データエリアＩ（ｎ）に格納すると共に、どのレンジア
ンプ１７の増幅器であるかのデータをデータエリアＲ
（ｎ）に格納する。（Ｓ２０４）

【００２５】（５）次にサンプリング回数ｎがあらかじ
め設定された所定の回数（Ｎ）に達したかを判定し（Ｓ
２０５）、所定の回数（Ｎ）に達していなければｎ←ｎ
＋１としてＳ２０１に戻り次のデータを取得する。 （６）所定の回数（Ｎ）に達すると、レンジアンプ１７
の倍率が低いデータが入力値としては大きいことから、
データエリアＲ（ｎ）の中から倍率が低いアンプのＩ
（ｎ）からＲｍｉｎ，Ｉｍａｘを求める（Ｓ２０６）。

【００２６】（７）求めたＩｍａｘを最大値データのデ
ータエリアＩＦｓに，ＲｍｉｎをデータエリアＲＦｓに
格納し、ｎ←１にクリアしてＳ２０１に戻り処理を継続
する（Ｓ２０７）。ここで最大値データのＩｍａｘおよ
びＲｍｉｎは所定の回数（Ｓ）組分格納されており、最
大値Ｉｍａｘおよびその時のＲｍｉｎが求められた時点
で順次更新される。したがって、サンプリング周期Ｔと
所定の回数（Ｎ）により決まる期間の最大値データおよ
びレンジアンプ１７のアンプを識別するデータを過去の
Ｓ組分保有することになる。 （８）以後、異常がない場合は、上記の（１）〜（５）
の処理を繰り返し、最大値データＩＦ（ｓ）およびレン
ジデータＲＦ（ｓ）を更新する。

【００２７】次に、Ｓ２０１において異常検出された場
合について記述する。 （９）サンプリング回数ｎは無視し、その時点までの、
一番小さい倍率のアンプのデータ（最小レンジデータ）
Ｒ（ｎ）とＩ（ｎ）からＲｍｉｎ，Ｉｍａｘを求める。
（Ｓ２０８） （１０）次に、通常時の動作で格納された最大値データ
ＩＦ（ｓ）および最小レンジデータＲＦ（ｓ）の中から
ＲＦｍｉｎ，ＩＦｍａｘを求める（Ｓ２０９）。

【００２８】（１１）ＲＦｍｉｎとＲｍｉｎを比較（Ｓ
２１０）し、より小さい倍率のアンプの最大値データＩ
ｍａｘを異常電流計測値ＩＪとして格納（Ｓ２１１）す
る。 （１２）ＲＦｍｉｎとＲｍｉｎが同値であるかを比較
（Ｓ２１２）し同値である場合は、ＩＦｍａｘとＩｍａ
ｘを比較（Ｓ２１３）し大きい方の値を計測値ＩＪとし
て格納（Ｓ２１４）する。

【００２９】（１３）上記の処理によって求められた、
アンプの識別データと事故計測値ＩＪから実効値を演算
し、データＩＪと、そのアンプに対応する倍率をＡｊ、
アンプの誤差を補正する係数をＢｊ、実際の計測値に換
算するための係数Ｃとすると、ＩＪ←ＩＪ×Ａｊ×Ｂｊ
×Ｃｊ÷√２となり、結果を計測値ＩＪとして格納（Ｓ
２１５）する。 （１４）最大値のデータＩＪを表示手段２１で表示させ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の通電情報計測装
置によれば、電路に流れる電流、電路に印加される電
圧、電路の流れる漏洩電流等の通電情報を検出する信号
検出手段と、信号を異なる倍率で増幅するレンジアンプ
を具備させ、通常時にレンジアンプのアンプを識別する
データと信号データを記憶手段に記憶させておいて、異
常時に検出した異常信号と記憶手段に記憶させたアンプ
の情報から最大値を求めて実効値に演算するようにした
ので、サンプリング毎にマイコンで演算処理を実行しな
いのでマイコンに高性能（処理速度の早い）のものを用
いることなく、またデータエリアに使用する記憶手段で
あるメモリに高容量なものを用いることなく、高精度で
電路の通電情報を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における通電情報計測
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の通電情報計測装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図３】 従来の通電情報計測装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】 図３の通電情報計測装置の動作を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１，２，３ 電路、１６ 信号選択回路、１７ レンジ
アンプ、１９ マイコン（演算手段）、２０ 記憶手段
（不揮発性メモリ）、２１ 表示手段、１００ 信号検
出手段、１０１ 通電情報処理手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA03 AA16 AB04 AB05 AC16 2G025 BA03 BA04 2G035 AA01 AA21 AB08 AC03 AC21 AD19 AD20 AD26 AD28 AD45 AD65 2G036 AA21 AA22 BA03 CA06 CA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電路に流れる電流、電路に印加される電
   圧、電路の流れる漏洩電流等の通電情報の信号を検出す
   る信号検出手段と、該信号検出手段で検出した信号を処
   理する通電情報処理手段とを備えた通電情報計測装置に
   おいて、前記通電情報処理手段は、前記信号検出手段か
   ら出力された信号の中から所定の信号を選択する信号選
   択手段と、この信号選択手段で選択した信号を異なる所
   定の倍率で増幅する複数のアンプからなるレンジアンプ
   と、前記アンプから出力された信号から所定の信号を選
   択して演算する演算手段と、前記演算結果をデータとし
   て記憶する記憶手段とを備え、前記演算手段は、通常時
   は前記アンプから出力された信号から所定の信号を選択
   してデータとして前記記憶手段に記憶させ、前記電路で
   異常が発生したときに前記記憶手段に記憶されたデータ
   と異常データとを比較しこの比較結果に基いて有効なデ
   ータを選択して通電情報を演算し演算結果を前記記憶手
   段に記憶させることを特徴とする通電情報計測装置。
2. 【請求項２】 通常時に記憶手段に記憶させるデータは
   レンジアンプのアンプを識別するデータと信号データと
   し、異常時に記憶手段に記憶させるデータは実効値に演
   算したデータであることを特徴とする請求項１記載の通
   電情報計測装置。
3. 【請求項３】 演算結果を表示する表示手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の通電情報
   計測装置。