JP2005253130A - ロードサーベイメータを内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータ - Google Patents

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Abstract

【課題】 一般家庭における設備、家電機器単位の電力量の測定を既設の分電盤内において容易に取り付けが可能なロードサーベイメータ(LSM)を内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータを提供する。
【解決手段】 ロードサーベイメータ及び各種のブレーカーを内蔵する図示しない箱体と、電力量計の負荷電源端部に接続されるサービスブレーカー11と、分岐端子台上に設けたバスバー14P1乃至14P3に接続する漏電ブレーカー12と、前記バスバーを備えた分岐端子台13と、前記バスバーに入力端部を接続した複数の安全ブレーカー13、15と、前記バスバーを選択して、サーベイする前記安全ブレーカーの電源に接続し、当該安全ブレーカーの負荷電流を検出する変流器24をとを備え、前記サーベイメータを前記分電盤内に収納したことを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、サーベイメータを内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータに係わり、特にそのロードサーベイメータを分電盤内に備えたロードサーベイメータを内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータに関する。
ロードサーベイメータは、多くの需要家を無作為に抽出して、電力量の使用状態を継続的に調査する機器で、今後の電力需要動向の分析、電力供給計画、省エネ計画、及び新たな電力料金制度を検討するためデータを採取する重要なツールである。
このような従来のロードサーベイメータについて、一般家庭で使用される場合のシステムについて、図5を参照して説明する。
図において、51は単相3線式の場合の電力量計であり、電力量計51の電源側電線1S、2S、3Sから電圧がロードサーベイメータ(以後LSMと言う)52に入力され、電力量計1の負荷側電線1L、3Lからその電流が変流器240、241を介してLSM52に入力される。
LSM52は、入力された電圧値と電流値とから電力量を算出して、通信端末53に送信し、通信端末53を介して図示しない通信回線を介して電力供給元に置かれるホストコンピュータに送信される(例えば、特許文献1参照。)。
また、LSM52から通信端末53への通信は、図に示すような使用電源の電線54、55を介して送信する、電力搬送方式で送信される場合がある(例えば、特許文献2参照。)。
また、電力量計51の負荷側電線1L乃至3Lは、分電盤100に接続され、
分電盤100内のサービスブレーカー110、漏電ブレーカー120及び安全ブレーカー(100V用)130、131、安全ブレーカー(200V用)150、151を介して夫々の家電機器、例えば、家電機器200は安全ブレーカー150の負荷側電線に接続される。
このように構成されたLSM52からの電力量のデータは、この分電盤100を介して供給されるこの家庭全体の電力量の使用状態を電力供給元のホストコンピュータに送信し、同様にしてLSM52を備えた他の各家庭からの電力量の使用状態と加算されて、対象とする需要家の電力量の需要動向が蓄積される。
特開2003−75470号公報(第1頁、図4) 特開平7−20151号公報(第1頁、図2)
近年、一般家庭においては、給湯器、床暖房、エアコン、クッキングヒータなど200V電源を使用する家庭用の設備、家電機器が利用されるようになってきた。
これらの比較的消費電力量の大きい家庭用の設備、家電機器の多くは、その地域、季節や時間帯、家族構成によって使用される傾向が大きく異なる。そのため、電力計画、省エネ計画、電気料金の改定計画等を立案するためには、個々の設備単位の電力量の使用状態を測定する必要がある。
しかしながら、従来のLSMにおいては、電力量計単位の電力量測定、即ち、家庭単位の全電力量の使用状況を知ることはできるが、各設備、家電機器単位の細かな使用状況を知ることができない問題がある。
また、従来のLSMを各家庭で使用する場合には、屋内に置かれる分電盤以降の負荷側電源線と設備の間にLSMを設置する必要がある。この場合、200Vを使用する設備の多くは、安全ブレーカーから直接接続された1個のコンセント以外のコンセントを持たないため、LSMを設置する場合専用のコンセントとその電源線の敷設が必要になる場合が多い。
また、このようなLSMを多数の家庭に付設するには、その取り付け工事に伴う需要家家庭の負担だけでなく、LSMを設置する電力供給元の負担費用も大きくなる問題があった。
そのため、電力計計画、省エネ計画、及び電気料金の改定計画等が的確に推進できない問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、一般家庭における単層3線式の電源に接続される、設備、家電機器単位の電力量の測定を、特別の設置空間を必要とせず、既設の分電盤内において容易に取り付けが可能なロードサーベイメータを内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係わる請求項1のロードサーベイメータを内蔵した分電盤は、ロードサーベイメータを内蔵した分電盤であって、前記ロードサーベイメータ及び各種の安全ブレーカーを内蔵する箱体と、前記分電盤は、電力量計の負荷電源端部に接続されるサービスブレーカーと、一方の入力端部を前記サービスブレーカーに、他方の出力端部を分岐端子台上に設けたバスバーに接続する漏電ブレーカーと、前記バスバーを備えた分岐端子台と、前記バスバーに入力端部を接続した複数の安全ブレーカーと、前記分岐端子台上のバスバーを選択して、サーベイする前記安全ブレーカーの負荷電源と同じ電源に接続し、当該安全ブレーカーの負荷電流を検出する変流器を備えたロードサーベイとを備え、前記ロードサーベイメータのサーベイする電源の電圧は、前記安全ブレーカーの入力端子部の前記バスバーから入力し、サーベイする前記安全ブレーカーの負荷電流は前記変流器を分電盤内で接続して入力し、前記サーベイメータを前記分電盤内に収納したことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係わる請求項1のロードサーベイメータを内蔵した分電盤は、請求項1において、前記ロードサーベイメータは、サーベイする電圧を入力する端子部と、サーベイする負荷電流を検出する前記変流器と、前記電圧と前記負荷電流とから電力量を演算する電力演算部と、前記電圧を入力し、当該電力演算部内の電子回路に供給する電源を供給する電源部とを備え、前記電力演算部は、前記電圧を低圧信号に変換する抵抗分圧回路と、前記変流器の出力信号を低圧の電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、前記抵抗分圧回路の出力と前記電流電圧変換回路の出力から電力量を求める乗算回路と、前記乗算回路の出力から所定期間の電力量を求める演算CPUと、前記ロードサーベイメータの機器アドレスの設定部と、前記演算CPUで求めた電力量と前記機器アドレスとを格納する記憶手段と、前記電力量及び前記機器アドレスを通信端末に送信する通信インタフェース回路と、前記電力量及び前記通信インタフェース回路の通信状態を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係わる請求項4のロードサーベイメータは、分電盤内に備えられるロードサーベイメータであって、分電盤に取付けられ、サーベイする電圧を接続する端子部を備えたベースと、前記ベース上の取付けられた電力演算部と、前記ベース上に取付けられ、前記電力演算回路に供給する電源部と、前記ベースと嵌合し、前記電力演算部及び前記電源部を覆うカバーと、前記電力演算部とリード線で接続された変流器とを備えたことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係わる請求項5のロードサーベイメータは、請求項4において、前記ベースに備えられた端子部は、サーベイする電源との接続線を挿通する挿入口を備え、この挿入口に挿通された接続線と接続する部分を金属で構成した端子金具とし、挿入された接続線の挿入方向と直行する前記カバー上部方向から固定ネジで螺合して取付けるようにしたことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係わる請求項6のロードサーベイメータは、請求項5において、前記挿入口のピッチ間隔は、前記分電盤内に設けられる前記安全ブレーカーの入力端部の電源線のピッチ間隔と一致させたことを特徴とする。
本発明によれば、サーベイする電源の電圧は、サーベイする電源を供給する安全ブレーカーの電源と同じ電源を分電盤内のバスバーから入力し、その負荷電流は当該安全ブレーカーの負荷電流が流れる電線から変流器を介して検出し、測定した電力量及び当該ロードサーベイメータの機器アドレスを通信手段で送信する構成とし、電源線との接続は、安全ブレーカーに挿通される電源線の接続と同じ構造で接続するようにしたので、一般家庭における単層3線式の電源に接続される、設備、家電機器単位の電力量の測定を、特別の設置空間を必要とせず、既設の分電盤内において容易に取り付けが可能なロードサーベイメータを内蔵した分電盤及びそのロードサーベイメータを提供することができる。
以下、図面を参照して、実施例を説明する。
図1は本発明のロードサーベイメータ(以後LSMと言う)が内蔵された、LSMを内蔵した分電盤1の構成と、LSMを内蔵した分電盤1が使用されるシステムの構成を示す。
同図において、電力量計5には電源側電線S1、S2、S3から電源が供給され、その負荷側電線L1、L2、L3がLSMを内蔵した分電盤1へ入力される。そして、LSMを内蔵した分電盤1から負荷に供給される100V、200Vの電源は、夫々各負荷側電線8及び9から供給される。
LSMを内蔵した分電盤1の構成は、入力端部を電力量計5の負荷側電線L1、L2、L3に接続されたサービスブレーカー11と、サービスブレーカー11の出力側を入力とする漏電ブレーカー12と、漏電ブレーカー12の出力側の電圧をバスバー14P1、14P3、14P3を搭載し、電源の分岐接続を可能とする分岐端子台14と、この分岐端子台14から100V、200Vの電源を入力して夫々の負荷に供給する複数の100V用の安全ブレーカー13(NFB1乃至NFB4)及び複数の200V用の安全ブレーカー15(NFB5乃至NFB7)と、この安全ブレーカー13及び安全ブレーカー15の予備空間に並設されるLSM16と、及びこれら各ブレーカーを平板上で固定する取り付けるベースを備えた図示しない箱体とから構成される。
LSMを内蔵した分電盤1は、例えば、家電機器2の電力量を測定する場合には、この家電機器2が使用される電源と同じ電源の電圧は、分岐端子台14のバスバー14P1とバスバー14P3に接続してLSM16に入力する。
また、家電機器2の負荷電流は、LSMを内蔵した分電盤1内において負荷側電線9aに流れる電流を後述する変流器24で検出して、LSM16に入力する。
そして、入力されたこの電圧値と負荷電流値から求めた電力量は、電力搬送方式通信手段を備えたLSM16から負荷側電源線9aを介して、通信端末3に送信され、さらに、通信端末3から電話回線4を介して図示しないホストコンピュータに送信される。
この通信端末3への送信は、LSM16から無線通信手段で送信するように構成してもよい。
次にこのような家電機器2の電力量を測定するロードサーベイシステムで使用されるLSM16の詳細構成について、図2を参照して説明する。
LSM16の構成は、測定する電源の電圧をバスバー14P1、14P3(100Vの場合はバスバー14P2に接続する)から入力する端子部21、入力された電源からLSM16内で使用する電源を作成する電源回路22、家電機器2の電力量を演算により求める電力演算回路23、及び家電機器2の負荷電流を安全ブレーカー(NFB5)15aからの負荷電線9aから検出する変流器24とから構成される。
次に、電力演算回路23の詳細構成について説明する。電力演算回路23は、家電機器2の電源電圧を所定の低圧電圧値とする抵抗分圧回路23a、変流器24からの電流を所定の低圧電圧値とする電流電圧変換回路23b、抵抗分圧回路23aの出力信号と電流電圧変換回路23bの出力信号から電力量を乗算して求める乗算回路23cで構成される。
さらに、当該LSM16の機器アドレス、及び後述する通信インタフェース回路23hの通信方式を選択設定する設定部23d、乗算回路23cで求めた電力量を所定の単位期間の電力量とし、メモリ23fに格納するとともに、表示部23g及び通信インタフェース回路23hに送信する演算CPU23e、演算CPU23eで求めた電力量及び設定部23で設定された機器アドレスを格納するメモリ23f、求めた電力量及び通信インタフェース23hの通信状態を表示する表示部23g及び通信端末3に送信する通信インタフェース回路23hとから構成される。
この、通信インタフェース回路23hは、図2に示すように、通信端末3の電源がLSM16と同じ電源、例えば、家電機器2の負荷電線9aと同じ電源に接続可能である場合は、電力搬送による通信方式を採用し、そうでない場合は、無線通信によって通信端末3に直接送信する。
次に、このような構成の回路で構成されたLSM16の構造の実施例について図3を参照して説明する。LSM16はLSMを内蔵した分電盤1の図示しないベースに固定され、端子部21を一方の端部に備えたベース31と、ベース31と嵌合するカバー32と、ベース31に固定され、電源回路22を基板上に実装した電源部33と、同じくベース31に固定され、電源部33の上部において電力演算回路23を基板上に実装した電力演算部34とから構成される。
さらに、リード線24aをベース31またはカバー32に設けた貫通穴を挿通させ電力演算部34と接続される変流器24とから構成される。
次に、LSM16の各部の詳細について説明する。端子部21を一方の端部に備えたベース31の構造は、図1に示した分岐端子台14のバスバー14P1乃至14P3から測定する電源の電圧が印加されたバスを選択して接続する選択ピン17を挿入する挿入口31a、31bを備えている。
この選択ピン17の選択構造については、種々の方法があるが、バスバー14P1乃至14P3の夫々のバーからバー形状の選択ピン17を、図示したようなネジ止め構造として選択的に装着可能な構造としておけばよい。
そして、この挿入口31a、31bにはピンを挿通させる穴を設けた端子金具31cを備え、ベース31と平行で、このピンの挿入方向と直行するカバー32の上部方向から固定ネジ35b、35cを螺合して挿入されたピンを固定する。
通常、分岐端子台14のバスバー14P1乃至14P3には、複数の安全ブレーカー13、15を取り付ける。図示したようなバスバー14P1乃至14P3と一体となった取り出しのピンが、実装する安全ブレーカー13、15の台数分設けられている。
また、この安全ブレーカー13、15の実装台数は、将来の増設を見込んで予備のスペースが確保されているので、LSM16は、この空きスペースに実装される。
このように挿入口31a、31bの間隔は、ピンのピッチLとし、端子金具31cの形状もこのピンの形状に合わせた形状としておくと、安全ブレーカー13、15と同様な接続が容易に可能となる。
そして、LSMを内蔵した分電盤1の図示しない箱体のベースに、取付けネジ35aで固定される。
次に、カバー32は、電力演算部34に実装される設定部23d及び表示部23gの図示しない機器アドレスの設定スイッチ、電力量及び通信状態の図示しない表示用LEDがその上部から設定、目視可能なように、設定、表示窓32aを切り欠いておく。
以上のような構成で作られた。LSM16の設定の手順とその動作について説明する。LSM16は、LSMを内蔵した分電盤1の予備の安全ブレーカーを実装する空間に固定される。まず、例えば、サーベイの対象となる家電機器2の電源を選択して接続し、その負荷電流が流れる電線に変流器24を取付ける。そして、設定、表示窓32aから機器アドレスをスイッチで設定、または設定された値を確認して測定の準備が完了する。
電源が投入されLSM16が測定を開始され、通信端末3との通信が正常に通信されるとその通信状態が表示用LEDを表示窓から目視することで確認される。
このようなロードサーベイメータ(LSM)を内蔵した分電盤1におけるLSM16の取り付け作業は、熟練された人を必要とせず、安全ブレーカーと同様に簡単な手順で短時間に、且つ、需要家の負担をかけず行うことができる。
図4は、本発明の第2の実施例に係るLSMを内蔵した分電盤1の構成を示し、特に、測定対象とする家電機器2及び2aと、複数の測定対象がある場合のシステム構成を示す。
第2の実施例の各部について、図1の第1の実施例に係るLSMを内蔵した分電盤1の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
第2の実施例が、第1の実施例と異なる点は、第1の実施例では、家電機器2の電力量をLSM16で測定したが、第2の実施例では、家電機器2及び2aの電力量をLSM16及び16aで同時に2台の電力量を測定する点が異なる。
この場合、LSM16、LSM16aで測定した電力量は、屋外に置かれる電力量計5と並設される全ロード用LSM5aへ、電源線を使用する電力搬送による通信方式でデータを送信し、全ロード用LSM5aから通信端末3にLSMを内蔵した分電盤1で使用される需要家の全ての電力量と、家電機器2及び2aの電力量とを合わせて送信する。
このように構成することによって、従来の全ロードLSM5aによる電力量と、個別の設備単位の電力量の使用状態が同時に、従来の全ロード用LSM5aを介して効率よく詳細に送信することが可能となる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、例えば、通信端末3への通信方式は無線通信等各種の通信方式に変形することも可能で、また、LSMの形状は各種の安全ブレーカーの実装形態に合わせた接続方式にする等、本主旨を逸脱しない範囲で適宜変形することが可能である。
本発明のロードサーベイメータを内蔵した分電盤の第1の実施例を示す構成図 本発明のロードサーベイメータの構成図。 本発明のロードサーベイメータの分解斜視図。 本発明のロードサーベイメータを内蔵した分電盤の第2の実施例を示す構成図。 従来のロードサーベイメータによる電力量の測定システムの構成図。
符号の説明
1 ロードサーベイメータを内蔵した分電盤
2、2a、200 家電機器、
3、53 通信端末
4 電話回線
5、51 電力量計
5a、52 全ロード用LSM
6、54 電源側電線
7、55 負荷側電線
8 100V負荷側電線
9 200V負荷側電線
11、110 サービスブレーカー
12、120 漏電ブレーカー
13、130,131150、151 安全ブレーカー(100V)
14 分岐端子台
14P1、14P2、14P3 バスバー
15、15a 安全ブレーカー(200V)
16、16a LSM
17 選択ピン
21 端子台
22 電源回路
23 電力演算回路
23a 抵抗分圧回路
23b 電流電圧変換回路
23c 乗算回路
23d 設定部
23e 演算CPU
23f メモリ
23g 表示部
23h 通信インタフェース回路
24、240、241 変流器
24a リード線
31 ベース
31a、31b 挿入口
31c 端子金具
32 カバー
32a 設定、表示窓
33 電源部
34 電力演算部
35a 取り付けネジ
35b、35c 固定ネジ
100 分電盤

Claims (8)

  1. ロードサーベイメータを内蔵した分電盤であって、
    前記ロードサーベイメータ及び各種の安全ブレーカーを内蔵する箱体と、
    前記分電盤は、電力量計の負荷電源端部に接続されるサービスブレーカーと、
    一方の入力端部を前記サービスブレーカーに、他方の出力端部を分岐端子台上に設けたバスバーに接続する漏電ブレーカーと、
    前記バスバーを備えた分岐端子台と、
    前記バスバーに入力端部を接続した複数の安全ブレーカーと、
    前記分岐端子台上のバスバーを選択して、サーベイする前記安全ブレーカーの負荷電源と同じ電源に接続し、当該安全ブレーカーの負荷電流を検出する変流器を備えたロードサーベイとを
    備え、
    前記ロードサーベイメータのサーベイする電源の電圧は、前記安全ブレーカーの入力端子部の前記バスバーから入力し、サーベイする前記安全ブレーカーの負荷電流は前記変流器を分電盤内で接続して入力し、前記サーベイメータを前記分電盤内に収納したことを特徴とするロードサーベイメータを内蔵した分電盤。
  2. 前記ロードサーベイメータは、サーベイする電圧を入力する端子部と、サーベイする負荷電流を検出する前記変流器と、前記電圧と前記負荷電流とから電力量を演算する電力演算部と、前記電圧を入力し、当該電力演算部内の電子回路に供給する電源を供給する電源部とを備え、
    前記電力演算部は、前記電圧を低圧信号に変換する抵抗分圧回路と、
    前記変流器の出力信号を低圧の電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
    前記抵抗分圧回路の出力と前記電流電圧変換回路の出力から電力量を求める乗算回路と、
    前記乗算回路の出力から所定期間の電力量を求める演算CPUと、
    前記ロードサーベイメータの機器アドレスの設定部と、
    前記演算CPUで求めた電力量と前記機器アドレスとを格納する記憶手段と、
    前記電力量及び前記機器アドレスを通信端末に送信する通信インタフェース回路と、
    前記電力量及び前記通信インタフェース回路の通信状態を表示する表示部とを
    備えたことを特徴とする請求項1に記載のロードサーベイメータを内蔵した分電盤。
  3. 前記通信インタフェース回路からの通信は、測定する電力を供給する電源線を使用する電力搬送方式とし、前記サーベイする電源線に接続された通信端末に送信するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のロードサーベイメータを内蔵した分電盤。
  4. 分電盤内に備えられるロードサーベイメータであって、
    分電盤に取付けられ、サーベイする電圧を接続する端子部を備えたベースと、
    前記ベース上の取付けられた電力演算部と、
    前記ベース上に取付けられ、前記電力演算回路に供給する電源部と、
    前記ベースと嵌合し、前記電力演算部及び前記電源部を覆うカバーと、
    前記電力演算部とリード線で接続された変流器とを
    備えたことを特徴とするロードサーベイメータ。
  5. 前記ベースに備えられた端子部は、サーベイする電源との接続線を挿通する挿入口を備え、この挿入口に挿通された接続線と接続する部分を金属で構成した端子金具とし、挿入された接続線の挿入方向と直行する前記カバー上部方向から固定ネジで螺合して取付けるようにしたことを特徴とする請求項4に記載のロードサーベイメータ。
  6. 前記挿入口のピッチ間隔は、前記分電盤内に設けられる前記安全ブレーカーの入力端部の電源線のピッチ間隔と一致させたことを特徴とする請求項5に記載のロードサーベイメータ。
  7. 前記電力演算部は、抵抗分圧回路と、
    前記変流器信号を低圧の電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
    前記抵抗分圧回路の出力と前記電流電圧変換回路の出力から電力量を求める乗算回路と、
    前記乗算回路の出力所定期間の電力量を求める演算CPUと、
    前記ロードサーベイメータの機器アドレスの設定部と、
    前記演算CPUで求めた電力量と前記機器アドレスとを格納するメモリと、
    前記電力量及び前記機器アドレスを電力搬送方式で前記サーベイする負荷電源ラインに接続された通信端末に送信する通インタフェース回路と、
    前記電力量及び前記通信回路の通信状態を表示する表示部とを
    備えたことを特徴とする請求項4に記載のロードサーベイメータ。
  8. 前記カバーは、前記機器アドレス及び通信方式の設定、及び通信状態と電力量の測定状態を前記カバーの外部から設定及び目視することが可能な窓部を設けたことを特徴とする請求項4に記載のロードサーベイメータ。
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