JP2011053198A - 電子式指示電気計器 - Google Patents

Abstract

【課題】突入電流や始動電流など過大電流が流れているような状況においても、これらを除いた定常負荷時の最大電流値表示を可能とする電子式指示電気計器を得る。
【解決手段】被計測電路の電流を検出する変流器の出力から電流実効値または平均値に演算する電流値演算部３と、電流値演算部により出力された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出部４と、頂点電流値検出部で検出した頂点電流値が、現在記憶されている最大電流値より大きい場合、頂点電流値を電流最大値として更新記憶する最大電流値記憶部７と、最大電流値記憶部の動作を抑止（マスク）する条件を設定するマスク条件設定部６と、頂点電流値検出部の出力が、マスク条件設定部で設定された条件を越えた場合、最大電流値記憶部の動作を抑止する始動電流判定部５とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電力系統の配電線等の最大電流を計測するために用いられる電子式指示電気計器に係わり、特に電動機などの始動電流を伴う負荷を監視するために最大電流を計測する電子式指示電気計器に関するものである。

従来、電力系統の配電線等の最大電流を計測するためには、例えば特許文献１に示されるような指示電気計器がある。
この指示電気計器は、電流値に応じた瞬時値を示す主指針と、主指針によって開口部を移動され、その位置に停止する副指針を有する。副指針は主指針の最大触れ位置、すなわち、最大電流値を保持するようにされる。新たな最大電流を検出したときは主指針によって副指針がさらに移動されて、新たな最大電流値を保持する構成である。

このような構成の下で電動機などの負荷を監視した場合、本来は定常負荷の最大値を計測することにあるが、電動機起動時の突入電流や始動電流が含まれているような状態においても最大電流を計測するようになっている。そのため、定常負荷時より過大な値を最大値として表示する。

また、変圧器回路等を含む電力系統における突入電流による誤計測を防止し、定常負荷における最大電流のみを計測するようにした、例えば特許文献２に示されるような最大電流計測装置も知られている。
この最大電流計測装置は、電力系統に対し基本波検出部及び高調波検出部を設け、基本波に対する高調波の含有率を高調波含有率検出部により検出するようにし、高調波含有率検出部により基本波に対する高調波の含有率が所定値以上であると判定部が判定すると、最大電流検出部に対して最大電流検出の抑止を行うようにした構成である。

このような構成によれば、突入電流が流れるような状態では最大電流の計測は行わず、定常負荷における最大電流のみを計測することができ、突入電流を最大電流として計測しない、最大電流計測装置が得られる。

特開平１０-２５３４０４号公報 特開２００１−３３４９５号公報

従来の特許文献１に示すものでは、本来は定常負荷の最大値を計測することにあるが、電動機起動時の突入電流や始動電流を計測するため、定常負荷時より過大な値を最大値として表示し、定常負荷時の最大値を表示できないという問題がある。また特許文献２に示すものは、変圧器回路等を含む電力系統における突入電流による誤計測を防止するためには、電流の高調波を計測して基本波に対する高調波の含有率を演算する必要があるなど、計測装置の検出部が複雑で高価になるという問題があった。

この発明は、このような問題点を解消するもので、突入電流や始動電流など過大電流が流れているような状況においても、これらを除いた定常負荷時の最大電流値の計測を簡単な構成で可能とする電子式指示電気計器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る電子式指示電気計器は、被計測電路の電流を検出する電流検出手段の出力から電流実効値または平均値を演算する電流値演算手段と、電流値演算手段により出力された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出手段と、頂点電流値検出手段で検出した頂点電流値が、現在記憶されている最大電流値より大きい場合、頂点電流値を電流最大値として更新記憶する最大電流値記憶手段と、最大電流値記憶手段の動作を抑止（マスク）する条件を設定するマスク条件設定手段と、頂点電流値検出手段の出力が、マスク条件設定手段で設定された条件を越えた場合、最大電流値記憶手段の動作を抑止する始動電流判定手段とを有することを特徴とするものである。

またこの発明に係る電子式指示電気計器は、被計測電路の電流を検出する電流検出手段の出力から電流実効値または平均値を演算する電流値演算手段と、電流値演算手段により出力された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出手段と、頂点電流値検出手段で検出した頂点電流値が、現在記憶されている最大電流値より大きい場合、頂点電流値を電流最大値として更新記憶する最大電流値記憶手段と、頂点電流値検出手段の動作を抑止（マスク）する条件を設定するマスク条件設定手段と、電流値演算手段の出力が、マスク条件設定手段で設定された条件を越えた場合、頂点電流値検出手段の動作を抑止する始動電流判定手段とを有することを特徴とするものである。

この発明によれば、電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出して最大値の更新候補とすると共に、突入電流や始動電流など過大電流を含む電流の計測においても、これら一時的な過大電流を除くよう、頂点電流値検出手段または最大電流値記憶手段の動作を抑止するようにしているから、定常負荷における最大電流のみを計測することができ、突入電流や始動電流を最大電流として計測しない電子式指示電気計器を得ることができる。

この発明の実施の形態１における電子式指示電気計器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における電子式指示電気計器の最大値更新の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。 一般的な電動機を始動させた時に流れる始動電流を、この発明の実施の形態１で計測した場合、検出する実効値及び最大値を示す波形である。 この発明の実施の形態２における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６における電子式指示電気計器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態６における電子式指示電気計器の最大値更新の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７における電子式指示電気計器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態７における電子式指示電気計器の電流計測値の最大値更新の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７における電子式指示電気計器の電流計測値以外の計測値の最大値更新の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１における電子式指示電気計器について、図１〜図４に基づいて説明する。
図１はこの発明における電子式指示電気計器の構成を示す図である。図２は最大値更新の動作を示すフローチャートである。図３は始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。図４は一般的な電動機を始動させた時に流れる始動電流を、この発明の実施の形態１で計測した場合、検出する実効値及び最大値を示す波形である。

電子式指示電気計器の構成を示す図１において、電子式指示電気計器１０は、被計測電路１を流れる電流を検出する電流検出手段としての変流器２の出力を入力する。電子式指示電気計器１０は、変流器２で検出した電流に基づき電流実効値または電流平均値を演算する電流値演算部３と、この電流値演算部３より演算された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出部４と、頂点電流値検出部４で検出した頂点電流値が現在記憶されている最大電流値より大きいとき、頂点電流値を最大電流値として更新、記憶する最大電流値記憶部７と、最大電流値記憶部７の動作を抑止（マスク）するマスク条件を設定するマスク条件設定部６と、頂点電流値検出部４で検出した頂点電流値がマスク条件設定部６で設定したマスク条件を満たすとき、最大電流値記憶部７の動作を抑止（マスク）する始動電流判定部５と、最大電流値記憶部７に記憶された最大電流を表示する表示器８と、最大電流が予め決められた所定の値を越えると外部にランプやブザーなどで警報を出力する警報出力部９とを備えている。

次に、電子式指示電気計器１０における最大値更新の動作について、図２を用いて説明する。
ステップＳ１０１では変流器２で検出した電流を、実効値に演算する。これは表示更新時間（例えば、０．２５秒）を計測単位にして、被計測電路１の電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、実効値演算（該実施の形態の例では実効値の演算周期は６０Ｈzの１サイクルの１６．７ｍＳ）を行う。被計測電路１の周波数が６０Ｈｚであれば、計測周期単位内に１５サイクルの交流波形を計測することができ、ステップＳ１０２により、この１５サイクルの実効値の平均を演算し、今回計測値Ｉ_ｎとする。

ステップＳ１０３は、頂点電流値検出部４にて、今回計測値Ｉ_ｎと、前回計測値Ｉ_ｎ−１とを比較し、電流の傾きの極性判定を行う。今回計測値Ｉ_ｎ＞前回計測値Ｉ_ｎ−１であれば（ＹＥＳ）、今回計測値Ｉ_ｎの傾きは正となり（ステップＳ１０４）、今回計測値Ｉ_ｎ＜前回計測値Ｉ_ｎ−１であれば（ＮＯ）、今回計測値Ｉ_ｎの傾きは負となる（ステップＳ１０５)。このように計測周期単位毎に傾きを求め、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７では、傾きが正から負へと極性が変化した時に、頂点を検出する。例えば、今回計測値Ｉ_ｎの傾きが負となり、前回計測値Ｉ_ｎ-1の傾きが正であれば（ＮＯ）、前回計測値Ｉ_ｎ−１を頂点と判定する。即ち、ステップＳ１０８では頂点の前回計測値Ｉ_ｎ-1が最大値候補となる。

ステップＳ１０９は、始動電流判定部５にて、始動電流判定処理を行う。始動電流判定処理については図３を参照して説明する。
図３において、ステップＳ２０１は、頂点電流値検出部４にて検出した前回計測値Ｉ_ｎ-1を、始動電流判定部５にて、マスク条件設定部６で設定したマスク電流値と比較する。このマスク電流値とは、始動電流と判定する判定閾値である。計測値がマスク電流値より大きい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３において、マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。またステップＳ２０１において、計測値がマスク電流値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ２０４およびステップＳ２０５において、マスクを開始していれば、マスク終了となり、マスクフラグを０にしてマスク解除する。
始動電流判定部５は、マスクを開始すると最大電流値記憶部７の動作を抑止（マスク）し、マスク解除されると最大電流値記憶部７の動作を再開する。

そして、図２のフローチャートのステップＳ１１０において、始動電流判定部５はマスク解除して、最大電流値記憶部７がマスク状態でなければ（マスクフラグ＝０）、ステップＳ１１１は、最大電流値記憶部７にて、前回計測値Ｉ_ｎ-1と最大電流値記憶部７に記憶されている現状最大値の電流値を比較する。ステップＳ１１２は、前回計測値Ｉ_ｎ-1が現状最大値より大きいと判定されれば（ＮＯ）、検出最大値は前回計測値Ｉ_ｎ-1の電流値に更新する。また、ステップＳ１１０において、始動電流判定部５により最大電流値記憶部７がマスク状態であれば（マスクフラグ＝１）、最大値更新は行わない。
即ち、最大値候補となる頂点が、始動電流の判定閾値であるマスク電流値を越えた場合、マスク状態に入り、最大電流値記憶、更新の動作を抑止することができる。これにより、突入電流や始動電流など、過大電流を含む電流の計測においても、これら一時的な過大電流を除いた、定常負荷における最大電流のみを計測することができる。

ここで、上記実施の形態１の方法により、一般的な電動機を始動させた時の電流を計測した場合を図４により説明する。図４は被計測電路１に流れる電流を、電動機を始動させた時に流れる電流とするとき、変流器２により検出し、電流値演算部３にて実効値に演算したときの波形を示している。また、マスク電流値とはマスク条件設定部６で設定した、始動電流と判定する閾値となる電流値である。

電流値演算部３にて実効値に演算した計測値は、頂点電流値検出部４により、傾きが正から負へと極性が変化する点を検出する。これにより、頂点１３１が検出され、頂点１３１の計測値が、最大値候補となる。そして、始動電流検出部５にて、始動電流判定処理が行われる。頂点１３１＞マスク電流値であるため、マスクフラグに１が成立し、マスク状態に入る。よって、この最大値候補は、マスク状態のため最大値更新は行われない。

その後、頂点電流値検出部４により、頂点１３２が検出され、頂点１３２の計測値が、最大値候補となる。そして、始動電流検出部５にて、始動電流判定処理が行われる。頂点１３２＜マスク電流値であるため、マスクフラグが解除される。これにより、マスクフラグが１ではなくなり、最大電流値記憶部７にて最大値更新が行われる。現状最大値と頂点１３２の計測値を比較し、頂点１３２が、初のマスク状態外での最大値候補であるため、現状最大値は０であり、最大値は頂点１３２の計測値に更新される。

さらに、頂点電流値検出部４により、頂点１３３が検出され、頂点１３３の計測値が、最大値候補となる。そして、始動電流検出部５にて、始動電流判定処理が行われる。頂点１３３＜マスク電流値であり、マスクフラグが１ではないため、最大電流値記憶部７にて最大値更新が行われる。現状最大値（頂点１３２）と頂点１３３の計測値を比較し、頂点１３３の計測値の方が、大きいと判定したため、最大値は頂点１３３の計測値に更新される。

このように実施の形態１の発明によれば、始動電流や突入電流などの過大電流を、最大値として計測することなく、定常負荷の最大電流を、最大値として記憶することができる。また、定常負荷における最大電流のみを計測することができるので、負荷の異常電流を感知でき、負荷の故障の早期発見につながる。さらに、マスク電流値など閾値を設定し始動電流を判定する場合、閾値付近の値を最大値とすることが懸念されるが、頂点電流検出機能により、電流増加時や減少時の過渡期では電流の最大値更新を行わず、頂点でのみ最大値更新するため、閾値付近に頂点がある場合に限られる。

また、上記説明では被計測電路１の周波数が６０Ｈｚの場合、計測周期単位内に１５サイクルを計測し平均化するようにしているが、計測応答性を向上させるために、計測周期をさらに少ないサイクルにしてもよい。また、電子式指示電気計器に装備されるＣＰＵとして、処理能力の低いＣＰＵを用いて低コスト化を図る場合、計測周期単以内の計測を１４サイクルにして、１サイクル分を演算処理時間とするようにしてもよい。

実施の形態２．
上記した実施の形態１では、マスク開始とマスク終了の閾値となるマスク電流値を、同じ値で設定しているが、実施の形態２の発明は、マスク開始電流値とマスク終了電流値とを異なる閾値にしたものである。実施の形態２の発明における構成は図１に示す実施の形態１の構成と同じものである。
図５は実施の形態２の発明において、始動電流判定部５にて始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。実施の形態２の最大値更新の動作は、上記実施の形態１にて説明した、図２の動作と同じものである。相違点はステップＳ１０９の始動電流判定処理のみである。

図５において、ステップＳ３０１は、頂点電流値検出部４にて頂点として検出した前回計測値Ｉ_ｎ-1を、始動電流判定部５にて、マスク条件設定部６で設定したマスク開始電流値と比較する。このマスク開始電流値とは、始動電流と判定するマスク開始時の判定閾値である。前回計測値がマスク開始電流値より大きい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０２およびステップＳ３０３において、マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。またステップＳ３０１において、前回計測値がマスク開始電流値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ３０４およびステップＳ３０５において、マスクを開始していれば（ＹＥＳ）、前回計測値Ｉ_ｎ-1とマスク条件設定部６で設定したマスク終了電流値を比較する。ステップＳ３０５において、前回計測値Ｉ_ｎ-1がマスク終了電流値より小さければ（ＮＯ）、マスク終了となり、ステップＳ３０６でマスクフラグを０にしてマスク解除する。ここで、マスク終了電流値とは、始動電流と判定するマスク終了時の判定閾値である。

上記ではマスク開始とマスク終了の閾値となるマスク電流値を、別の値で設定しているが、始動電流の電流値と、定常負荷の電流値では、必ず定常負荷の電流値の方が小さくなるため、マスク終了の閾値はマスク開始電流値として設定した閾値から、一定の値を減算した値とすればよい。

実施の形態３.
上記した実施の形態１および実施の形態２では、マスク開始とマスク終了の閾値としてマスク電流値を設定しているが、実施の形態３の発明は、図１に示すマスク条件設定部６で設定する判定閾値として、マスク開始電流変化率とマスク終了電流変化率にしたものである。実施の形態３の発明における構成は、図１に示す実施の形態１の構成と同じものである。
図６は実施の形態３の発明において、始動電流判定部５にて始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。実施の形態３の最大値更新の動作は、上記実施の形態１にて説明した、図２の動作と同じものである。相違点はステップＳ１０９の始動電流判定処理のみである。

実施の形態３おける始動電流判定処理について図６により説明する。図６において、ステップＳ４０１は、始動電流判定部５にて、頂点電流値検出部４にて頂点として検出した前回計測値Ｉ_ｎ-1と今回計測値Ｉ_ｎで除算を行い、電流変化率を求め、この電流変化率をマスク条件設定部６で設定した、マスク開始電流変化率（例えば１．５）と比較する。ステップ４０１において、前回計測値Ｉ_ｎ−１÷今回計測値Ｉ_ｎ＞マスク開始電流変化率であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４０２およびステップＳ４０３において、マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。またステップＳ４０１において、前回計測値Ｉ_ｎ−１÷今回計測値Ｉ_ｎの電流変化率がマスク開始電流変化率より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ４０４においてマスクを開始していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４０５は、この電流変化率とマスク終了電流変化率（例えば１．２）とを比較する。ステップＳ４０５において、電流変化率がマスク終了電流変化率より大きい場合（ＹＥＳ）、マスク状態を継続する。また電流変化率がマスク終了電流変化率より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ４０６はマスクフラグを０にしてマスク終了となり、マスクフラグを解除する。

また、上記ではマスク開始とマスク終了の閾値となるマスク電流変化率を、別の値で設定しているが、始動電流の電流変化率と、定常負荷の電流変化率では、必ず定常負荷の電流変化率の方が小さくなるため、マスク終了の閾値はマスク開始電流変化率として設定した閾値から、一定の値を減算した値としてもよい。

この実施の形態３によれば、始動電流や突入電流などの過大電流を、最大値として計測することなく、定常負荷の最大電流を、最大値として記憶することができる。また、定常負荷における最大電流のみを計測することができるので、負荷の異常電流を感知でき、負荷の故障の早期発見につながる。

実施の形態４.
上記した実施の形態１のマスク状態終了条件は、図１のマスク条件設定部６にて設定したマスク電流値を判定閾値とし、これを下回った際にマスク状態を終了としたが、実施の形態４の発明では、さらにマスク時間を設定するようにしたものである。実施の形態４の発明における構成は、図１に示す実施の形態１の構成と同じものである。
図７は実施の形態４における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。実施の形態４の最大値更新の動作は、上記実施の形態１にて説明した、図２の動作と同じものである。相違点はステップ１０９の始動電流判定処理のみである。

図７において、ステップＳ５０１は頂点電流値検出部４にて検出した前回計測値Ｉ_ｎ-1を、始動電流判定部５にて、マスク条件設定部６で設定したマスク電流値と比較する。計測値がマスク電流値より大きい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５０２およびステップＳ５０３において、マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。さらにステップＳ５０４において、マスク開始からマスク状態時間のカウントを開始する。
またステップＳ５０１において、前回計測値がマスク電流値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ５０５においてマスクを開始していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５０６はマスク状態の経過時間と、マスク条件設定部６で設定したマスク時間との比較を行う。ステップＳ５０６においてマスク時間を超過していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５０７はマスク終了となり、マスクフラグを０にしてマスク解除とし、さらにステップＳ５０８でマスク時間のカウントを終了する。またステップＳ５０６において、マスク時間を越えていなければ（ＮＯ）、マスク状態を継続する。

この実施の形態４によれば、マスク条件設定部６にて、定常負荷に安定するまでの時間をマスク時間に設定すれば、マスク電流値など閾値付近の値を最大値と検出することなく、定常負荷の最大電流を計測することができる。
また、この実施の形態４の発明は、上記実施の形態３のように判定閾値を電流変化率にした場合においても実施可能である。

実施の形態５.
上記した実施の形態４のマスク状態終了条件は、図１のマスク条件設定部６にて設定したマスク電流値を判定閾値とし、さらにマスク時間を設定するようにしたが、実施の形態５の発明では、マスク時間に代えてマスク頂点回数を設定するようにしたものである。
図８は実施の形態５における、始動電流判定処理の動作を示すフローチャートである。実施の形態５の最大値更新の動作は、上記実施の形態１にて説明した、図２の動作と同じものである。相違点はステップ１０９の始動電流判定処理のみである。

図８において、ステップＳ６０１は頂点電流値検出部４にて検出した前回計測値Ｉ_ｎ-1を、始動電流判定部５にて、マスク条件設定部６で設定したマスク電流値と比較する。計測値がマスク電流値より大きい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６０２およびステップＳ６０３において、マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。さらにステップＳ６０４において、マスク開始からマスク状態で検出した頂点の数のカウントを開始する。
またステップＳ６０１において、前回計測値がマスク電流値より小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ６０５においてマスクを開始していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６０６はマスク状態での頂点検出数と、マスク条件設定部６で設定したマスク頂点回数との比較を行う。ステップＳ６０６においてマスク頂点回数を超過していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６０７はマスク終了となり、マスクフラグを０にしてマスク解除とし、さらにステップＳ６０８でマスク頂点検出数のカウントを終了する。またステップＳ６０６において、マスク頂点回数を越えていなければ（ＮＯ）、マスク状態を継続する。

この実施の形態５によれば、マスク状態で検出した頂点の数が設定可能となるので、ノイズ等の一時的過大電流により、始動電流の実効値がふらつき、マスク電流値など閾値付近で頂点を検出してしまう場合にも、マスク条件設定部６にて除去したい頂点の数を設定すれば、頂点検出の数が設定した数に到達するまでマスク状態が解除されないので、ノイズ等の一時的過大電流を除いた最大電流を計測することができる。
また、この実施の形態５の発明は、上記実施の形態３のように判定閾値を電流変化率にした場合においても実施可能である。

実施の形態６．
次にこの発明の実施の形態６における電子式指示電気計器について図９および図１０に基づき説明する。
図９はこの発明の実施の形態６における電子式指示電気計器の構成を示す図である。図１０は実施の形態６における最大値更新の動作を示すフローチャートである。図９において図１と同一符号は同一または相当する部分を示す。

上記した実施の形態１〜５では、マスク条件設定部６は最大電流値記憶部７の動作を抑止（マスク）する条件を設定し、始動電流判定部５は頂点電流値検出手段４の出力が、マスク条件設定手段６で設定された条件を越えた場合、最大電流値記憶手段７の動作を抑止するようにしたが、実施の形態６の発明では図９に示すように、マスク条件設定部６は頂点電流値検出部４の動作を抑止（マスク）する条件を設定し、始動電流判定部５は電流値演算部３の出力が、マスク条件設定部６で設定された条件を越えた場合、頂点電流値検出部４の動作を抑止するようにしたものである。
なお、実施の形態６における電流値演算部３は、変流器２で検出した電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換して、演算周期毎に電流実効値を演算し、その結果を所定周期分記憶しておき、前回計測値Ｉ_ｎ−１、今回計測値Ｉ_ｎおよびその電流変化率が分かるようにしている。

実施の形態６における電子式指示電気計器１０における最大値更新の動作について、図１０を用いて説明する。
ステップＳ７０１では変流器２で検出した電流を、実効値に演算する。これは表示更新時間（例えば、０．２５秒）を計測単位にして、被計測電路１の電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、実効値演算（該実施の形態の例では実効値の演算周期は６０Ｈzの１サイクルの１６．７ｍＳ）を行う。被計測電路１の周波数が６０Ｈｚであれば、計測周期単位内に１５サイクルの交流波形を計測することができ、ステップＳ７０２により、この１５サイクルの実効値の平均を演算し、今回計測値Ｉ_ｎとする。

ステップＳ７０３は、始動電流判定部５にて、始動電流判定処理を行う。始動電流判定処理については実施の形態１で説明した図３と同様であり、始動電流判定部５にて、マスク条件設定部６で設定したマスク電流値と比較し、計測値がマスク電流値より大きい場合マスクフラグに１が成立し、マスクを開始する。また、計測値がマスク電流値より小さい場合マスク終了となり、マスクフラグを０にしてマスク解除する。ステップＳ７０４において、始動電流判定部５により頂点電流値検出部４がマスク状態でなければ（マスクフラグ＝０）、ステップＳ７０５に進み、頂点電流値検出部４にて、今回計測値Ｉ_ｎと、前回計測値Ｉ_ｎ−１とを比較し、電流の傾きの極性判定を行う。

ステップＳ７０５において、今回計測値Ｉ_ｎ＞前回計測値Ｉ_ｎ−１であれば（ＹＥＳ）、今回計測値Ｉ_ｎの傾きは正となり（ステップＳ７０６）、今回計測値Ｉ_ｎ＜前回計測値Ｉ_ｎ−１であれば（ＮＯ）、今回計測値Ｉ_ｎの傾きは負となる（ステップＳ７０７)。
このように演算周期毎に傾きを求め、ステップＳ７０８およびステップＳ７０９では、傾きが正から負へと極性が変化した時に、頂点を検出する。例えば、今回計測値Ｉ_ｎの傾きが負となり、前回計測値Ｉ_ｎ-1の傾きが正であれば（ＮＯ）、前回計測値Ｉ_ｎ−１を頂点と判定する。即ち、ステップＳ７１０では頂点の前回計測値Ｉ_ｎ-1が最大値候補となる。

ステップＳ７１１は、最大電流値記憶部７にて、前回計測値Ｉ_ｎ-1と最大電流値記憶部７に記憶されている現状最大値の電流値を比較する。ステップＳ７１２は、前回計測値Ｉ_ｎ-1が現状最大値より大きいと判定されれば（ＮＯ）、検出最大値は前回計測値Ｉ_ｎ-1の電流値に更新する。また、ステップＳ７０４において、始動電流判定部５により頂点電流値検出部４がマスク状態であれば（マスクフラグ＝１）、頂点電流値検出部４の動作は抑止され、頂点電流検出は行わない。
即ち、電流値演算部３で演算した電流実効値が、始動電流の判定閾値であるマスク電流値を越えた場合、マスク状態に入って頂点電流値検出部４の動作は抑止される。したがって最大電流値記憶、更新の動作も行われない。これにより、突入電流や始動電流など、過大電流を含む電流の計測においても、これら一時的な過大電流を除いた、定常負荷における最大電流のみを計測することができる。

なお以上の説明では、頂点電流値検出部４の動作を抑止（マスク）する条件として、マスク条件設定部６はマスク電流値を設定したが、実施の形態２で説明したように、マスク開始電流値とマスク終了電流値を設定してもよい。またマスク電流値の代わりに、実施の形態３で説明したように、マスク開始電流変化率とマスク終了電流変化率を設定してもよい。
さらに、上記マスク電流値またはマスク電流変化率に加えて、実施の形態４で説明したように、マスク時間を設定してもよい。

実施の形態７．
次にこの発明の実施の形態７における電子式指示電気計器について図１１〜図１３に基づき説明する。
図１１はこの発明の実施の形態７における電子式指示電気計器の構成を示す図である。図１２は実施の形態７における電流計測値の最大値更新の動作を示すフローチャートである。図１３は実施の形態７における電流計測値以外の計測値の最大値更新の動作を示すフローチャートである。なお図１１、図１２において、図１、図２と同一符号は同一または相当する部分を示す。

上記した実施の形態１から実施の形態６では、電流計測のみ行う電子式指示電気計器への適用であるが、実施の形態7の発明は、電流計測の他に電圧、周波数、デンマンド電流、電力、無効電力、皮相電力、力率等の複数の計測を行う電子式指示電気計器において、電力、無効電力、皮相電力、力率の最大値更新を電流の最大値更新と同時に行い、電圧、周波数、デマンド電流の最大値更新は計測毎に判定し最大値更新を行うようにしたものである。

実施の形態７における構成を示す図１１は、実施の形態１における図１に示す構成の他に次のような構成部品を備えている。
即ち、電子式電気計器１０は、被計測電路１に流れる電流を検出する変流器２からの出力の他に、被計測電路１の電圧を検出する電圧検出手段としての変圧器１１の出力を入力する。指示電気計器１０は、変圧器１１で検出した電圧に基づき電圧実効値または平均値を演算する電圧値演算部１２と、変圧器１１で検出した周波数に基づき周波数を演算する周波数値演算部１３と、変流器２で検出した電流に基づきデマンド電流を演算するデマンド電流値演算部１４とを備えている。

また、電子式電気計器１０は、変圧器１１で検出した電圧と変流器２で検出した電流に基づき電力の実効値または平均値を演算する電力値演算部１５と、変圧器１１で検出した電圧と変流器２で検出した電流に基づき無効電力の実効値または平均値を演算する無効電力値演算部１６と、変圧器１１で検出した電圧と変流器２で検出した電流に基づき皮相電力の実効値または平均値を演算する皮相電力値演算部１７と、電力値演算部１５からの電力実効値または平均値と無効電力値演算部１６からの無効電力実効値または平均値より力率を演算する力率値演算部１８とを備えている。

さらに、電子式電気計器１０は、電圧値演算部１２で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大電圧値記憶部２０、周波数値演算部１３で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大周波数値記憶部２１、デマンド電流値演算部１４で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大デマンド電流値記憶部２２を備えている。
これら電圧、周波数、デマンド電流の最大値記憶部２０、２１、２２における最大値更新は、始動電流判定部５による最大電流値記憶部７の抑止（マスク）動作に関係なく、電圧、周波数、デマンド電流の計測毎に判定し最大値更新を行うもので、これらを総称して第１の最大値記憶部と呼ぶ。

電子式電気計器１０は、電力値演算部１５で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大電力値記憶部２３、無効電力値演算部１６で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大無効電力値記憶部２４、皮相電力値演算部１７で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大皮相電力記憶部２５、力率値演算部１８で演算された値が既に記憶されている最大値より大きいとき、最大値を更新記憶する最大力率値記憶部２６を備えている。

これら最大電力値記憶部２３、最大無効電力値記憶部２４、最大皮相電力値記憶部２５、最大力率値記憶部２６は、始動電流判定部５にて最大電流値記憶部７の動作を抑止（マスク）する状態になった場合に、最大値判定部１９により、同時に最大電力値記憶部２３、最大無効電力値記憶部２４、最大皮相電力値記憶部２５、最大力率値記憶部２６の動作を抑制（マスク）するようになっている。
したがってこれら最大電力値記憶部２３、最大無効電力値記憶部２４、最大皮相電力値記憶部２５、最大力率値記憶部２６を総称して、第２の最大値記憶部と呼ぶ。

次に、実施の形態７における最大値更新の動作について、図１２と図１３を用いて説明する。
図１２において、ステップＳ１０１からＳ１１２は図２と同様であるが、ステップＳ１１０の判定でマスクフラグ＝０（ＮＯ）のときに、最大値更新許可状態を設定するステップＳ８０１の処理を設け、ステップＳ１０３、ステップＳ１０６、ステップＳ１１０の判定結果が（ＹＥＳ）のときに、最大値更新禁止状態を設定するステップＳ８０２の処理を設けている。

図１３は最大値判定部１９における動作のフローチャートであり、この図１３おいて、ステップＳ８０３は、最大値更新許可状態か最大値更新禁止常態かを判定し、最大値更新許可状態のとき（ＹＥＳ）、ステップＳ８０４は今回計測値と現在最大値を比較する。ステップＳ８０４において、今回の計測値が現在記憶されている現在最大値より大きい場合の今回計測値＞現在最大値のとき、ステップＳ８０５は、最大値を今回の計測値に更新する。
なお、ステップＳ８０４とステップＳ８０５は、電力、無効電力、皮相電力、力率の各々の最大値更新の場合について行われる。

なお以上は、電流計測の他に電圧、周波数、デンマンド電流のすべてを計測する場合について説明したが、電圧、周波数、デンマンド電流のうち、少なくともいずれか１つを計測する場合もこの発明は適用できる。
また、電力、無効電力、皮相電力、力率のすべてを計測する場合について説明したが、電力、無効電力、皮相電力、力率のうち、少なくともいずれか１つを計測する場合もこの発明は適用できる。

この実施の形態７によれば、始動電流や突入電流などの過大電流による電力、無効電力、皮相電力、力率の最大値を記憶することなく、定常負荷時の最大値を記憶することができる。また、トランスの過負荷監視を目的とするデマンド電流においては、始動電流や突入電流の影響も含めた最大値を計測することになり、正確な監視を行える。

１ 被計測電路、 ２ 変流器、
３ 電流値演算部、 ４ 頂点電流値検出部、
５ 始動電流判定部、 ６ マスク条件設定部、
７ 最大電流値記憶部、 ８ 表示部、
９ 警報出力部、 １０ 電子式指示電気計器、
１１ 変圧器、 １２ 電圧値演算部、
１３ 周波数値演算部、 １４ デマンド電流値演算部、
１５ 電力値演算部、 １６ 無効電力値演算部、
１７ 皮相電力演算部、 １８ 力率値演算部、
１９ 最大値判定部、 ２０ 最大電圧値記憶部、
２１ 最大周波数値記憶部、 ２２ 最大デマンド電流値記憶部、
２３ 最大電力値記憶部、 ２４ 最大無効電力値記憶部、
２５ 最大皮相電力値記憶部、 ２６ 最大力率値記憶部。

Claims (14)

1. 被計測電路の電流を検出する電流検出手段の出力から電流実効値または平均値を演算する電流値演算手段と、
   前記電流値演算手段により出力された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出手段と、
   前記頂点電流値検出手段で検出した頂点電流値が、現在記憶されている最大電流値より大きい場合、前記頂点電流値を電流最大値として更新記憶する最大電流値記憶手段と、
   前記最大電流値記憶手段の動作を抑止（マスク）する条件を設定するマスク条件設定手段と、
   前記頂点電流値検出手段の出力が、前記マスク条件設定手段で設定された条件を越えた場合、前記最大電流値記憶手段の動作を抑止する始動電流判定手段と、
   を有することを特徴とする電子式指示電気計器。
2. 前記マスク条件設定手段はマスク開始電流値を設定し、
   前記始動電流判定手段は前記頂点電流値検出手段の出力が、前記マスク開始電流値を越えた場合、前記最大電流値記憶手段の動作を抑止することを特徴とする請求項１に記載の電子式指示電気計器。
3. 前記マスク条件設定手段はマスク開始電流変化率を設定し、
   前記始動電流判定手段は前記頂点電流値検出手段の出力の変化が、前記マスク開始電流変化率を越えた場合、前記最大電流値記憶手段の動作を抑止することを特徴とする請求項１に記載の電子式指示電気計器。
4. 前記マスク条件設定手段はマスク終了電流値を設定し、
   前記始動電流判定手段は前記頂点電流値検出手段の出力が、前記マスク終了電流値以下になった場合、前記最大電流値記憶手段の動作を再開することを特徴とする請求項２に記載の電子式指示電気計器。
5. 前記マスク条件設定手段はマスク終了電流変化率を設定し、
   前記始動電流判定手段は前記頂点電流値検出手段の出力の変化が、前記マスク終了電流変化率以下になった場合、前記最大電流値記憶手段の動作を再開することを特徴とする請求項３に記載の電子式指示電気計器。
6. 前記マスク条件設定手段はマスク時間を設定し、
   前記始動電流判定手段は、前記マスク時間経過後、前記最大電流値記憶手段の動作を再開することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子式指示電気計器。
7. 前記マスク条件設定手段はマスク頂点回数を設定し、
   前記始動電流判定手段は、マスク中も前記頂点電流値検出手段による電流の頂点の数を計数し、マスク中の電流の頂点の数が前記マスク頂点回数に達した後、前記最大電流値記憶手段の動作を再開することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子式指示電気計器。
8. 被計測電路の電流を検出する電流検出手段の出力から電流実効値または平均値を演算する電流値演算手段と、
   前記電流値演算手段により出力された電流値が増加から減少に変化した頂点の電流値を検出する頂点電流値検出手段と、
   前記頂点電流値検出手段で検出した頂点電流値が、現在記憶されている最大電流値より大きい場合、前記頂点電流値を電流最大値として更新記憶する最大電流値記憶手段と、 前記頂点電流値検出手段の動作を抑止（マスク）する条件を設定するマスク条件設定手段と、
   前記電流値演算手段の出力が、前記マスク条件設定手段で設定された条件を越えた場合、前記頂点電流値検出手段の動作を抑止する始動電流判定手段と、
   を有することを特徴とする電子式指示電気計器。
9. 前記マスク条件設定手段はマスク開始電流値を設定し、
   前記始動電流判定手段は、前記電流値演算手段の出力が前記マスク開始電流値を越えた場合、前記頂点電流値検出手段の動作を抑止することを特徴とする請求項８に記載の電子式指示電気計器。
10. 前記マスク条件設定手段はマスク開始電流変化率を設定し、
    前記始動電流判定手段は、前記電流値演算手段の出力の変化が前記マスク開始電流変化率を越えた場合、前記頂点電流値検出手段の動作を中止することを特徴とする請求項８に記載の電子式指示電気計器。
11. 前記マスク条件設定手段はマスク終了電流値を設定し、
    前記始動電流判定手段は、前記電流値演算手段の出力が前記マスク終了電流値以下になった場合、前記頂点電流値検出手段の動作を再開することを特徴とする請求項９に記載の電子式指示電気計器。
12. 前記マスク条件設定手段はマスク終了電流変化率を設定し、
    前記始動電流判定手段は、前記電流値演算手段の出力の変化が前記マスク終了電流変化率以下になった場合、前記頂点電流値検出手段の動作を再開することを特徴とする請求項１０に記載の電子式指示電気計器。
13. 前記マスク条件設定手段はマスク時間を設定し、
    前記始動電流判定手段は、前記マスク時間経過後、前記頂点電流値検出手段の動作を再開することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電子式指示電気計器。
14. 前記被計測電路における電圧、周波数、デマンド電流の少なくとも１つを演算し、それらの最大値を更新記憶する第１の最大値記憶手段と、前記被計測電路における電力、無効電力、皮相電力、力率の少なくとも１つを演算し、それらの最大値を更新記憶する第２の最大値記憶手段を設け、前記始動電流判定手段にて前記最大電流値記憶手段の動作を抑止する状態のとき、電力、無効電力、皮相電力、力率の最大値の少なくとも１つを更新記憶する前記第２の最大値記憶手段の動作を抑制し、電圧、周波数、デマンド電流の最大値の少なくとも１つを更新記憶する前記第１の最大値記憶手段の動作は抑制しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子式指示電気計器。

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