JP2010181378A - 電力計測装置及び機器制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工事を簡易化することができるような構成等にした電力計測装置等を得る。
【解決手段】電力計測対象となる電力線１における電流を計測するために、電力線１を挟み込んで取り付けるためのクランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３と、電力線１を覆う被覆部を介し、静電結合により電力線における電圧を非接触で計測するための電極５、６及び７と、電力線１に取り付けたＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３による電流を検出する電流検出部８と、電力線１に取り付けた電極５、６及び７による電圧を検出する電圧検出部１０と、電流検出部８が検出した電流値及び電圧検出部１０が検出した電圧値に基づいて、電力線１における電力及び電力を所定時間積算した電力量を算出する制御部１３と、電力量のデータを含む信号を通信するための通信部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は被測定電路における電力又は電流を計測するための電力計測装置及び被測定電路において電力供給を受けて動作する電気機器を制御する機器制御装置に関するものである。

家庭用電化製品（以下、電気機器という）等が消費する電力を計測するための電力計測装置を専門業者による工事により取り付ける際、電流計測のためのセンサと電圧計測するための電圧変換用トランスとを被計測対象の電路（電力線）に取り付けていた。ここで、例えば、閉磁路を構成する電流センサ部と先端が鋭利な形状の導電性電圧検出部と一体化した検出部を取り付けるようにすることで工事を簡易にすることができるようにしたものもある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１３４２３３号公報

上述の特許文献１では、電力線に取り付ける検出部を、電圧検出及び電流検出とで一体化して工事の簡易化を図っている。しかし、例えば検出部以外にも、電力計測動作を行う電力計測装置本体への電力供給、検出した値を得るためのインターフェイス手段（Ｉ／Ｆ手段）等の構成により、誤配線の防止等をはかり、電力計測装置等の設置をさらに容易にし、工事の簡易化等をはかることができる。

そこで、本発明は、工事を簡易化等することができるような構成等にした電力計測装置、電力計測に係る電気機器を制御するための機器制御装置を提供することを目的とする。

本発明の電力計測装置は、以上に示した課題を解決するためになされたものであり、電力計測対象となる電力線における電流を計測するために、電力線を挟み込んで取り付けるためのクランプ型の電流トランスと、電力線を覆う被覆部を介し、静電結合により電力線に係る電圧を非接触で計測するための電極と、電力線に取り付けた電流トランスを流れる電流を検出する電流検出部と、電力線に取り付けた電極によって電圧を検出する電圧検出部と、電流検出部が検出した電流値及び電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、電力線における電力を算出する制御部と、電力に係るデータを含む信号を通信するための通信部とを備える。

本発明によれば、電極を電力線１の被覆部分を介して各線に取り付けて静電結合させて電圧を検出するようにしたので、取り付け時に、直接、電線と電気的に接触させず、電力線に対して加工等を行って損傷させることなく、電力計測に必要な手段（素子）を取り付けることが可能である。このため、設置作業を容易にし、安全・簡単な設置工事を行うことができる。このとき、電流計測用の電流トランスの内周面に、電極を一体化し、電力線に取り付けられるようにすることで、さらに工事を簡易化することができる。また、電流計測を行うための電流トランスをクランプ型とすることで、電力線に容易に取り付けを行うことができる。また、通信部により、電力計測の結果のデータを、無線通信により送信できるようにしたので、外部の機器にデータを出力するための信号送信に必要な配線を設けなくてもよい。そのため、誤配線等をなくすことができる。これらのことから、より安全で、工事を簡易化することができる。また、逆に取替（廃棄）の際の回収等の工事も簡易化することができる電力計測装置を得ることができる。

実施の形態１における電力線１に取り付けた電力計測装置の構成図である。 電流トランスの構成を示す図である。 電圧検出部１０における電圧検出の原理を示す図である。 実施の形態２における電力線１に取り付けた電力計測装置の構成図である。 実施の形態３における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。 実施の形態３における機器制御システムの構成例を示す図である。 実施の形態４における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。 実施の形態５における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。 実施の形態５における機器制御システムの構成例を示す図である。 実施の形態６における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における電力線１に取り付けた電力計測装置の構成図である。図１において、電力線１は、ここではＬ１線、Ｌ２線及びＮ線（中性線）を有する一般家庭用の単相３線式電力線を想定して説明する。電力線１のＬ１線には第１の電流トランス２（以降ＣＴ（１）２と略す）を、Ｌ２線には第２の電流トランス３（以降ＣＴ（２）３と略す）を、Ｎ線には第３の電流トランス４（以降ＣＴ（３）４と略す）を取り付ける。

図２は電流トランスの構成を示す図である。ＣＴ（１）〜ＣＴ（３）は図２に示すような分割・クランプ型のコアで構成されている。そして、コアの内面（内壁）には金属板等で構成された電極を配置している。この電極は、後述するように、Ｌ１−Ｎ線間（以下、Ｌ１−Ｎという）、Ｌ２−Ｎ線間（以下、Ｌ２−Ｎという）の電圧を計測するためのものである。ここで、電極は電磁誘導（以下、誘導という）による短絡電流が流れないようにするため、環状の片端を開放し、Ｃの形状となるようにしている。図１に示した電力線１のＬ１線に並行して置かれた電極７は、ここではＣＴ（１）２の内壁に配置されている。同様に、電力線１のＬ２線に並行して置かれた電極５はＣＴ（２）３の内壁に配置されている。また、電力線１のＮ線に並行して置かれた電極６はＣＴ（３）４の内壁に配置されている。

電源生成部９は、電力線１からの電力供給に基づき、電力計測装置の各部（手段）を動作させる電源となる電力を変換生成する。電力供給を受けるため、本実施の形態では、Ｎ線に取り付けたＣＴ（３）４と接続している。そして、Ｌ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて消費される電力の差異分に比例してＮ線に流れる電流に基づいてＣＴ（３）４の誘導により得られる交流電力を、整流安定化等を行って直流電力に変換する。この電力に基づき、２次電池、スーパーキャパシタ等を有する充電部１１に電荷を充電させる。これにより、充電部１１を介して、電圧検出部１０、電流検出部８、制御部１３等の各部が動作するために必要な電力供給を行う。

電圧監視部１２は、充電部１１が供給する電力に係る電圧を検出し、検出した電圧に応じて、制御部１３に稼動／停止を指示する信号を送信する監視処理を行う。また、電流検出部８はＬ１線に取り付けたＣＴ（１）２とＬ２線に取り付けたＣＴ（２）３と接続している。Ｌ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて各々流れる電流に比例した電圧に基づいて電流を検出し、各々の電流値をデータとして含む信号を制御部１３に送信する。そして、電圧検出部１０はＬ１線に取り付けたＣＴ（１）２の電極７、Ｌ２線に取り付けたＣＴ（２）３の電極５及びＮ線に取り付けたＣＴ（３）４の電極６と接続している。Ｌ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおける電圧を検出し、各々の電圧値をデータとして含む信号を制御部１３に送信する。

制御部１３は、例えばマイクロコンピュータ等のようなデータ処理手段で構成している。制御部１３は、電力計測装置を構成する各部、各手段の制御等を行う。本実施の形態では、特に電圧検出部１０及び電流検出部８から送信される信号に含まれる電圧値、電流値のデータに基づいて、電力線１のＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおける電圧と電流とを各々演算し、電気機器の消費に係る電力を算出する。また、電力を所定時間分積算した電力量を算出する。そして、計時手段１４が生成した時刻のデータを読み込み、電力量と時刻との関連付け処理、電圧監視部１２の監視処理に基づく稼働、停止に係る時刻設定の処理等を行う。

計時手段１４は計時を行い、時刻のデータを生成する手段である。ここで、計時手段１４は電池等でバックアップされており、電力計測装置が動作を停止しても計時を行うことができる。記憶手段となる不揮発メモリ１５は、制御部１３が処理等を行うために必要なデータ、処理により得られたデータ等を記録しておき、処理に基づいて制御部１３にデータを読み出される。例えば本実施の形態では、電力計測動作を停止している間の電力量を算出するために必要となる電圧の平均値、電圧と電流の平均位相差のデータ等を記録する。

通信部１６は、電力線１から電力供給を受けている電気機器等を含む、装置外の機器と信号通信（送受信）できる機能を有している。例えば制御部１３が算出した電力量のデータ等を含む信号を装置外の機器に対して送信する。通信方法については有線又は無線により行うことができる。ここでは電力線以外の線を用いる必要がないことから、誤配線等を防ぐために無線通信を行うものとする。有線で外部の装置と通信接続する場合には、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ２３２（Recommended Standard 232）−Ｃ等のインターフェースの種類は問わない。また、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク、アナログ信号等の信号等についても種類は問わない。

図３は電圧検出部１０による電圧検出の原理を示すための図である。ここでは説明のため電力線１のＬ１−Ｎにおける電圧検出について説明するが、Ｌ２−Ｎにおける電圧検出についても同様である。ＣＴ（１）２、ＣＴ（３）４をＬ１線、Ｎ線に取り付けることにより、電極７、６は、各々被覆（絶縁体）を介してＬ１線、Ｎ線と並行に配置される。このため、Ｌ１線の導体（電線）と電極７、Ｎ線と電極６とで静電結合することになる。ここで、Ｌ１線とＮ線の間には商用周波数の交流電圧が印加されており、ある瞬時には＋Ｖ、−Ｖ、すなわち２Ｖの電位差が生じている。このため、抵抗Ｒを介して電極７、６間を電気的に接続すると、２Ｖ／Ｒに比例した電流が流れる。この電流、あるいは電流により生じる電圧降下を検出することで、電圧検出部１０はＬ１−Ｎの電圧を検出することができる。

以上のような電力計測装置における電力計測動作について説明する。まず、電力線１に接続された電気機器が動作を開始し、電力を消費し始めると、Ｌ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて消費される電力の差異分に比例してＮ線に電流が流れる。流れる電流に基づいてＣＴ（３）４の誘導により得られる交流電力を、電源生成部９が整流安定化等を行って、所定の直流電圧の電力に変換する。この電力により充電部１１の二次電池に充電を行い、蓄積させ、電力計測装置の他の回路部分を動作させるための電源とする。そして、電圧監視部１２は充電部１１の充電に基づく電圧値が所定の第１の電圧に達したものと判断すると、制御部１３に稼働指示の信号を送信する。

制御部１３は稼働指示の信号を受信すると電力計測に係る処理を行う。充電部１１の電圧が所定の電圧以上にある場合は、制御部１３は、上述した原理により電圧検出部１０が検出した電力線１のＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおける電圧値のデータを含む信号を受ける。また、電流検出部８が検出したＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて各々流れる電流値のデータを含む信号を受ける。そして、これらの電圧値のデータ、電流値のデータに基づいて、電力線１を流れ、電気機器で消費されている電力を算出し、所定の時間分積算した電力量を算出する。そして、所定の時間間隔で、通信部１６に電力量のデータを含む信号を無線等の手段を用いてコントローラ等の外部の装置に送信させる。また、制御部１３は、電圧の平均値、電圧と電流の平均位相差等の算出等の処理を行い、所定の期間分のこれらのデータを不揮発メモリ１５に記録させる。

一方、動作する電気機器の数が減る等により、電力線１を流れる電流が少なくなると、電力計測装置が消費する電力よりも、電源生成部９を介して充電部１１に充電される電力のほうが少なくなる。この状況が継続すると、充電部１１が蓄積する電荷が少なくなっていき、充電部１１から供給できる電力が低下し、充電に基づく電圧が低下してゆく。電圧監視部１２は、充電部１１の充電に基づく電圧値が、所定の第２の電圧値以下になったものと判断すると、制御部１３に停止指示の信号を送信する。停止指示の信号を受信した制御部１３は、通信部１６に、電力計測動作を停止する旨の信号及びそのときの計測に係る電力量のデータを含む信号を外部の装置に対して送信させる。また、計時手段１４が生成した時刻のデータを読み込み、不揮発メモリ１５に現在の時刻を記録させて処理を停止する。

再び、動作する電気機器の数が増え、電力線１に流れる電流が多くなると、電源生成部９に誘導される電流が多くなり、電源生成部９が生成する電力が増加し、充電部１１の充電に基づく電圧が所定の電圧に達する。電圧監視部１２は充電部１１の充電に基づく電圧が所定の電圧に達したものと判断すると、制御部１３に稼働指示の信号を送信する。

制御部１３は稼働指示の信号を受信すると、制御部１３は計時手段１４が生成した時刻のデータを読み込み、処理を停止した際に不揮発メモリ１５に記録した時刻のデータとの差を算出する。これが電力計測装置が停止していた時間（以下、停止中時間という）となる。

そして、上述した第１の電圧値と第２の電圧値との差分となる電圧分を得るために、充電部１１に充電しなければならない電力の総量を、不揮発メモリ１５に記憶した平均電圧値のデータと電圧及び電流の平均位相差のデータとに基づいて補正して算出する。さらに、算出した停止中時間で除した値を、停止期間中の電力量として補完して電力量に積算する。そして、上述した電力計測処理を開始する。

以上のように、実施の形態１の電力計測装置によれば、電極５、６及び７を電力線１の被覆部分を介して各線に取り付けて静電結合させて電圧検出部１０により電圧を検出するようにしたので、取り付け時に、直接、電線と電気的に接触させず、電力線１に対して加工等を行って損傷させることなく、電力計測に必要な手段（素子）を取り付けることが可能である。このため、設置作業を容易にし、安全・簡単な設置工事を行うことができる。また、逆に取替（廃棄）等を行う場合において、電力計測装置を回収等する際の工事も簡易化することができる。そして、電力計測装置を動作させるための電源（電力）を、クランプ型のＣＴ（３）４を用いて、誘導により電力線１から供給を受けるようにしたので、取り付けを簡素にすることができ、電源を確保するための作業を容易に行うことができ、さらに工事の簡易化をはかることができる。このとき、電流計測用、電源確保のためのＣＴ（１）２、ＣＴ（２）３及びＣＴ（３）４の内周面に、電圧計測用の金属板の電極５、６及び７を設けることで一体化し、取り付けられるようにしたので、さらに工事を簡易化することができる。また、電流計測を行うためのＣＴ（１）２、ＣＴ（２）３もクランプ型とすることで、電力線１に容易に取り付けを行うことができる。

また、通信部１６により、電力量のデータを、無線通信により送信できるようにしたので、外部の機器に電力量データを出力するための信号送信に必要な配線を設けなくてもよい。そのため、誤配線等をなくすことができる。また、電力線１から電力供給を受けるようにしたことで、例えば、電力線１から電力計測装置の動作に必要な電力が得られず、動作を停止せざるを得ない場合も、制御部１３が停止する時刻のデータと電力量のデータとを不揮発メモリ１５に記憶しておき、動作開始時に停止中の電力量を推定補完して積算を行うようにしたので、計測精度を極端に悪化することのない電力計測装置を得ることができる。また、電力計測を特に行わう必要がないときには動作を停止させるようにしたので、省エネルギーをはかり、これにより環境負荷低減をはかることができる。

実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２における電力線１に取り付けた電力計測装置の構成図である。図４において、図１と同じ番号を付している手段等については、実施の形態１で説明したことと同様の機能を有し、動作、処理等を行う。上述の実施の形態１の電力計測装置では、ＣＴ（３）４をＮ線と接続し、Ｎ線に流れる電流に基づいて誘導による電力供給を受けるようにしていた。

図４に示すように、実施の形態２では、ＣＴ（３）４を介して電力供給を受けるのではなく、ＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３と電流検出部８との間を接続する接続線を分岐する。そして、電力計測装置は、消費される電力に比例してＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎに流れる電流から誘導により得られる交流電力を受けるようにしている。ここで、ＣＴ（３）４は取り付けないものの、電圧検出部１０が電圧を検出するため、Ｎ線には電極６を取り付けるようにする。

以上のような電力計測装置における電力計測動作について説明する。まず、電力線１に接続された電気機器が動作を開始し、電力を消費し始めると、Ｌ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて消費される電力に比例した電流が流れる。流れる電流に基づいてＣＴ（１）２、ＣＴ（２）３の誘導により得られる交流電力を、電源生成部９が整流安定化等を行って、所定の直流電圧の電力に変換する。直流電圧によって供給される電力により充電部１１の二次電池に充電を行い、蓄積させ、電力計測装置の他の回路部分を動作させるための電源とする。以降の処理については、上述した実施の形態１の電力計測装置の電力計測動作と同様である。

以上のように、実施の形態２の電力計測装置によれば、クランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３並びに電極５、６及び７を用いて取り付けを行うようにしたので、電力線１を加工等することなく、容易に取り付けを行い、工事の簡易化をはかることができる。また、電力計測に用いる電流検出において得られる電力に基づいて、電源生成部９が電源となる電力を変換生成するようにしたので、実施の形態１のように電力確保のための素子を設ける必要なく、電力計測装置が電力計測動作に必要となる電力を電力線１から受けることができる。

実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。図５において、図１等と同じ番号を付している手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を有し、動作、処理等を行う。制御部１３Ａは、例えば電力線１からの電力供給を受けている電気機器に対して、指示を行うための信号を通信部１６を介して送信し、電気機器の制御を行うことができる。また、本実施の形態の機器制御装置では計時手段１４を設けていないことから、制御部１３Ａは、実施の形態１の制御部１３が行っていた電力量の算出は特に行わないものとする。

図６は機器制御システムの構成を示す図である。本実施の形態の機器制御装置１７は、電力計測動作を行って算出した電力に基づいて、電力線１から電力の供給を受ける電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２の制御を行う。電流制限器（ブレーカ）１８は、電力線１により給電され、電力線１の各線に接続された、電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２が消費する電力が所定以上になると、電力線１を電気的に遮断（短絡）させる。また、図６の電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２は、本実施の形態の電力計測装置１７と無線等により通信を行って各種データ等を含む信号の送受信を行うことができる機能を有している。電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１、電気機器Ｄ２２については、特に限定するものではないが例えば空気調和装置、加熱調理器等である。

次に機器制御装置における動作について説明する。ここでは、上述の実施の形態１と異なる動作について説明する。制御部１３Ａは、例えば通信部１６を介して、電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２とあらかじめ通信を行い、機器の種類等、電力線１から電力の供給を受ける電気機器に関するデータを不揮発メモリ１５１２に記録しておく。また、電力線１において許容できる消費電力の最大値（電流制限器１８に電力線１を遮断させない電力の最大値）のデータを不揮発メモリ１５１２に記録しておく。

そして、実施の形態１において説明した電力計測動作により、制御部１３Ａは、電圧検出部１０が検出した電圧値のデータ、電流検出部８が検出した電流値のデータに基づいて、電気機器で消費されている電力の値を算出する。さらに、算出した電力値と不揮発メモリ１５１２に記録した電力の最大値とを比較する。算出した電力値の方が最大値よりも大きいと判断すると、電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１、電気機器Ｄ２２の１又は複数の電気機器に対して、指示を含む信号を通信部１６を介して送信するようにし、電気機器の制御を行う。ここで、指示を含む信号を送信する電気機器の選定等については特に限定しない。例えば空気調和装置に設定温度を変更させるための信号、ＩＨクッキングヒーター等の加熱調理器の火力を一時的に弱するための信号等を送信し、消費電力の大きい電気機器が消費する電力を優先的に低減させるようにしてもよい。このようにして、電力線１から電力の供給を受ける電気機器の消費電力が、電流制限器１８を動作させない範囲となるようにする。

以上のように実施の形態３の機器制御装置によれば、クランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３並びに電極５、６及び７を用いて取り付けを行うようにしたので、電力線１を加工等することなく、容易に取り付けを行い、工事の簡易化をはかることができる。また、制御部１３Ａが、通信部１６により、電力線１から電力供給を受ける電気機器との間で通信による指示を送信し、電気機器の制御を行うことができるので、電力計測動作により算出した電力が、電力線１における許容範囲を越える可能性があると判断した場合には、電力線１から電力の供給を受ける電気機器の消費電力が、電流制限器１８を動作させない範囲となるようにすることで、電気機器の円滑な運用を行うことができる。

実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。図７において、図１等と同じ番号を付している手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を有し、動作、処理等を行う。本実施の形態の機器制御装置は、実施の形態２の電力計測装置のように、消費される電力に比例してＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎに流れる電流から誘導により得られる交流電力を受けるようにしている。また、実施の形態３の機器制御装置と同様に計時手段１４を設けていない。制御部１３Ａが行う電力線１からの電力供給を受ける電気機器の制御に関する処理については、実施の形態３で説明したことと同様である。

以上のように実施の形態４の機器制御装置によれば、クランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）３並びに電極５、６及び７を用いて取り付けを行うようにしたので、電力線１を加工等することなく、容易に取り付けを行い、工事の簡易化をはかることができる。また、電力計測に用いる電流検出において得られる電力に基づいて、電源生成部９が電源となる電力を変換生成するようにしたので、実施の形態１のように電力確保のための素子を設ける必要なく、電力計測装置が電力計測動作に必要となる電力を電力線１から受けることができる。そして、通信により電力線１から電力供給を受ける電気機器の制御を行うことができるので、電気機器の消費電力が、電流制限器１８を動作させない範囲となるようにすることで、電気機器の円滑な運用を行うことができる。

実施の形態５．
図８は本発明の実施の形態５における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。図８において、図１等と同じ番号を付している手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を有し、動作、処理等を行う。制御部１３Ｂは、実施の形態３の制御部１３Ａと同様に、例えば電力線１からの電力供給を受けている電気機器に対して、指示を行うための信号を通信部１６を介して送信し、電気機器の制御を行うことができる。ただ、本実施の形態の機器制御装置では電圧検出部１０を設けていないことから、制御部１３Ｂは電力の算出を行わない。そして、電流検出部８が検出したＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎにおいて各々流れる電流値に基づいて電流計測を行い、電気機器の制御を行う点で制御部１３Ａと異なる。また、電圧検出部１０を設けていないため、電極５、６及び７を、Ｌ１線、Ｌ２線及びＮ線に取り付ける必要がない。

図９は機器制御システムの構成を示す図である。本実施の形態の機器制御装置２３は、電流計測動作を行って算出した電流に基づいて、電力線１から電力の供給を受ける電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２の制御を行う。

次に機器制御装置における動作について説明する。ここでは、基本的に上述の実施の形態１及び３と異なる動作について説明する。制御部１３Ｂは、例えば通信部１６を介して、電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１及び電気機器Ｄ２２とあらかじめ通信を行い、機器の種類等、電力線１から電力の供給を受ける電気機器に関するデータを不揮発メモリ１５１２に記録しておく。また、電力線１において許容できる電流の最大値（電流制限器１８を遮断しない電流の最大値）のデータを不揮発メモリ１５１２に記録しておく。

そして、制御部１３Ｂは、電流検出部８が検出した電流値と不揮発メモリ１５１２に記録した電流の最大値とを比較する。検出した電流値が最大値よりも大きいと判断すると、電気機器Ａ１９、電気機器Ｂ２０、電気機器Ｃ２１、電気機器Ｄ２２の１又は複数の電気機器に対して、指示を含む信号を通信部１６を介して送信するようにし、電気機器の制御を行う。本実施の形態においても、指示を含む信号を送信する電気機器の選定等については特に限定しない。

以上のように実施の形態５の機器制御装置によれば、クランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）を用いて取り付けを行うようにしたので、電力線１を加工等することなく、容易に取り付けを行い、工事の簡易化をはかることができる。また、通信により電力線１から電力供給を受ける電気機器の制御を行うことができるので、電流計測動作により検出した電流が、電力線１における許容範囲を越える可能性があると判断した場合には、電力線１から電力の供給を受ける電気機器の消費電力が、電流制限器１８を動作させない範囲となるようにすることで、電気機器の円滑な運用を行うことができる。

実施の形態６．
図１０は本発明の実施の形態６における電力線１に取り付けた機器制御装置の構成図である。図１０において、図１等と同じ番号を付している手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を有し、動作、処理等を行う。本実施の形態の機器制御装置は、実施の形態２の電力計測装置のように、消費される電力に比例してＬ１−Ｎ及びＬ２−Ｎに流れる電流から誘導により得られる交流電力を受けるようにしている。また、実施の形態５の機器制御装置と同様に電圧検出部１０を有していない。このため、各々Ｌ１線、Ｌ２線及びＮ線を電極５、６及び７に取り付ける必要がない。制御部１３Ｂが行う電力線１からの電力供給を受ける電気機器の制御に関する処理については、実施の形態５で説明したことと同様である。

以上のように実施の形態６の機器制御装置によれば、クランプ型のＣＴ（１）２及びＣＴ（２）を用いて取り付けを行うようにしたので、電力線１を加工等することなく、容易に取り付けを行い、工事の簡易化をはかることができる。また、電力計測に用いる電流検出において得られる電力に基づいて、電源生成部９が電源となる電力を変換生成するようにしたので、実施の形態１のように電力確保のための素子を設ける必要なく、電力計測装置が電力計測動作に必要となる電力を電力線１から受けることができる。そして、通信により電力線１から電力供給を受ける電気機器の制御を行うことができるので、電流計測動作により検出した電流が、電力線１における許容範囲を越える可能性があると判断した場合には、電力線１から電力の供給を受ける電気機器の消費電力が、電流制限器１８を動作させない範囲となるようにすることで、電気機器の円滑な運用を行うことができる。

本発明による電力計測装置及び機器制御装置は、家庭用電気機器におけるデマンド制御システム、エネルギー管理システム、ビル・工場などの設備システムのエネルギー管理、省エネルギーの制御システム等に適用することができる。

１ 電力線、２，３，４ 電流トランス、５，６，７ 電極、８ 電流検出部、９ 電源生成部、１０ 電圧検出部、１１ 充電部、１２ 電圧監視部、１３，１３Ａ，１３Ｂ 制御部、１４ 計時手段、１５ 不揮発メモリ、１６ 通信部、１７，２３ 機器制御装置、１８ 電流制限器、１９ 電気機器Ａ、２０ 電気機器Ｂ、２１ 電気機器Ｃ、２２ 電気機器Ｄ。

Claims (8)

1. 電力計測対象となる電力線における電流を計測するために、前記電力線を挟み込んで取り付けるためのクランプ型の電流トランスと、
   前記電力線を覆う被覆部を介し、静電結合により前記電力線に係る電圧を非接触で計測するための電極と、
   前記電力線に取り付けた電流トランスを流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電力線に取り付けた前記電極によって電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電流検出部が検出した電流値及び前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、前記電力線における電力を算出する制御部と、
   前記電力に係るデータを含む信号を通信するための通信部と
   を備えることを特徴とする電力計測装置。
2. 前記電力線に流れる電流に基づいて電力を生成する電源生成部と、
   該電源生成部の生成に係る電力を充電し、動作を行うための電力供給を行う充電部と、
   該充電部の電力供給状態を監視し、前記制御部に電力計測動作の開始又は停止の指示を行う監視部と、
   時刻の計時を行う計時手段と、
   前記制御部の処理に係るデータを記憶する記憶手段と
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記監視部から停止を指示されると、停止に係る時刻のデータと前記電力を積算した電力量のデータとを関連付けて前記記憶手段に記憶させて処理を停止し、前記監視部から開始を指示されると、開始に係る時刻と前記停止に係る時刻との差から停止時間及び該前記停止時間の前記電力線における推定の電力量を算出し、該推定の電力量を前記電力量に加算する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電力計測装置。
3. 前記電力線に流れる電流に基づいて、誘導による前記電力線からの電力供給を受けるため、前記電力線の中性線に取り付ける前記電流トランスをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電力計測装置。
4. 電力計測対象となる電力線における電流を計測するために、前記電力線を挟み込んで取り付けるためのクランプ型の電流トランスと、
   前記電力線を覆う被覆部を介し、静電結合により前記電力線に係る電圧を非接触で計測するための電極と、
   前記電力線に取り付けた電流トランスを流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電力線に取り付けた前記電極によって電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電力線から電力供給を受けている１又は複数の電気機器との間で通信を行うための通信部と、
   前記電流検出部が検出した電流値及び前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、前記電力線における電力を算出し、該電力に基づき、一部又は全部の前記電気機器に対して、指示を含む信号を前記通信部を介して送信するための処理を行う制御部と
   を備えることを特徴とする機器制御装置。
5. 前記制御部は、算出した前記電力が所定値以上であると判断すると、一部又は全部の前記電気機器に対し、電力を低減させるための指示を含む信号を前記通信部を介して送信するための処理を行うことを特徴とする請求項４記載の機器制御装置。
6. 電流計測対象となる電力線における電流を計測するために、前記電力線を挟み込んで取り付けるためのクランプ型の電流トランスと、
   前記電力線に取り付けた電流トランスを流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電力線から電力供給を受けている１又は複数の電気機器との間で通信を行うための通信部と、
   前記電流検出部が検出した電流値に基づき、一部又は全部の前記電気機器に対して、指示を含む信号を前記通信部を介して送信するための処理を行う制御部と
   を備えることを特徴とする機器制御装置。
7. 前記制御部は、前記電流値が所定値以上であると判断すると、一部又は全部の前記電気機器に対し、電力を低減させて流れる電流を少なくするための指示を含む信号を前記通信部を介して送信するための処理を行うことを特徴とする請求項６記載の機器制御装置。
8. 前記電力線に流れる電流に基づいて、誘導による前記電力線からの電力供給を受けるため、前記電力線の中性線に取り付ける前記電流トランスをさらに備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の機器制御装置。

Images