JP2014157161A - 電子式指示計器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子式指示計器の主流である、安価なセグメントタイプの液晶や７セグメントのＬＥＤであっても、使用者にわかり易く誤結線を伝える。
【解決手段】計測値表示モードと誤結線表示モードを切り替える表示モード切替部を設け、上記誤結線表示モードに設定されているときには、１相と２相の間の電圧と上記２相と３相の間の電圧の位相差、上記１相の電流と上記３相の電流の位相差、及び上記１相と２相の間の電圧と上記１相の電流の位相差を表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、三相交流回路の電圧と電流を計測し、電圧・電流・電力・無効電力・力率・周波数・電力量などの電気量を演算し表示する電子式指示計器に関し、詳しくは、計測回路の誤接続の判別に関するものである。

電気量を演算し表示するには、一般に、電路に配設した変流器や変圧器からの入力を該計器に取り込むことになるが、その際、その接続が不適切、いわゆる誤接続をしてしまうと、言うまでもなく、適正な表示が得られないことになる。そこで、各測定電圧および電流の基本波からベクトルを演算し、その結果を表示することで、誤結線がどの電流検出センサで生じているかを知らしめることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２５８４８４号公報（第５頁右欄第２２行〜第６頁左欄第７行、図４〜図８）

特許文献１の測定器では、ベクトル図を表示するためのドットマトリックスタイプの液晶表示パネルやプラズマディスプレイなどが必要となり、コストアップを招いてしまうのはもとより、このベクトル図表示では、大きさ・角度を異とする複数のベクトルを一画面に表示しようとするため、煩雑で分かり難いということが予想される。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、電子式指示計器の主流である、安価なセグメントタイプの液晶や７セグメントのＬＥＤであっても、使用者にわかり易く誤結線を伝え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計器は、電路から入力された電流及び電圧より各種計測値を演算する計測演算部と、この計測演算部で演算した計測値を表示する表示部とを備え、上記表示部に上記計測値を表示する計測値表示モードと上記計測演算部に備えた位相角演算部で演算した位相角を表示する誤結線表示モードを切り替える表示モード切替部を設けるとともに、上記位相角は、上記電路が１相、２相、及び３相からなる三相電路における、上記１相と２相の間の電圧と上記２相と３相の間の電圧の位相差、上記１相の電流と上記３相の電流の位相差、及び上記１相と２相の間の電圧と上記１相の電流の位相差から構成され、上記誤結線表示モードに設定されているときに、これら３種類の位相差を表示したものである。

この発明は以上説明したように、電路配設にあたり、誤結線を未然に防止することができる安価な電子式指示計器を提供することができる。

この発明の実施の形態１を示す電子式指示計器の正面図である。 図１における構成を示すブロック図である。 三相３線における正常結線図である。 図３におけるベクトル図である。 各接続パターンでの誤結線表示モードの内容を示す表である。 この発明の実施の形態２を示す電子式指示計器の構成を示すブロック図である。 処理手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１における電子式指示計器の正面図、および構成を示すブロック図である。なお、図１は、計測値表示モードにおける表示を（ａ）で、誤結線表示モードにおける表示を（ｂ）で、それぞれ示している。また、図３は三相３線における正常結線図、図４は正常結線時のベクトル図、図５は図１（ｂ）における各接続パターンでの表示を示す表である。

図２において、電子式指示計器（以下、計器と略す）１００は、大別すると、電路９９から入力された電流・電圧に基づいて各種演算を行なう計測演算部５１、およびその計測値を表示する表示部５２で構成されている。ここで、表示部５２には、表示モード切替部２１（図１も参照）が備えられており、この表示モード切替部２１を操作することで、表示部５２は後述する「計測値表示モード」、もしくは「誤結線表示モード」のいずれかを表示することになる。

２つの表示モードのうち、「計測値表示モード」は周知である。すなわち、図１（ａ）に示すように、上述した電路９９から入力された電流、電圧に基づいて、「電流値」、「電圧値」、および「電力値」が表示される。なお、このときの表示が正常結線、すなわち、図３に示すように、電路９９の１相に配設した変流器９１が計器１００の１Ｓ・１Ｌ端子に、３相に配設した変流器９２が３Ｓ・３Ｌ端子に、１相と２相の間に配設した変圧器９３がＰ１・Ｐ２端子に、２相と３相の間に配設した変圧器９４がＰ２・Ｐ３端子に、それぞれ接続され、さらに力率１および平衡の状態下であれば、Ｖ１２とＶ３２間、Ｉ１とＩ３間、Ｖ１２とＩ１間、の位相差は図４からも明らかなように、それぞれ「６０」、「１２０」、「３０」となる。

これら「６０、１２０、３０」が本発明のポイントとなる。すなわち、再び図２に戻り、計測演算部５１は、前述した計測値表示モードを実行するために、電路９９から入力された電流を検出する電流検出部１１、同様に電圧を検出する電圧検出部１２、検出された電流・電圧から各種計測値を演算する計測値演算部１３に加え、検出した電流・電圧から位相角を演算する位相角演算部１４より構成されることになる。

ここで、再度、「６０、１２０、３０」に着目すると、図３で示した三相３線での接続パターンは、変流器９１・９２および変圧器９３・９４の数より、（図３で示した正常接続とあわせ）４８個に達することがわかる。具体的には、
・変圧器の結線を間違えたケース
・変流器の結線のうち、１相と３相を間違えたケース
・変流器の結線のうち、その向きを間違えたケース
の３つのケースをそれぞれ組み合わせた図５のように示すことができる。このとき、この図５から明らかなように、これら４８個の接続での、上述した「Ｖ１２とＶ３２間の位相差、Ｉ１とＩ３間の位相差、Ｖ１２とＩ１間の位相差」は、正常接続である「パターン１」を除いて、いずれも「６０、１２０、３０」ではないことがわかる。

つまり、表示部５２に表示モード切替部２１を備え、これを操作することで、表示部５２を「誤結線表示モード」、すなわち、Ｖ１２−Ｖ３２位相角表示部２２ａ、Ｉ１−Ｉ３位相角表示部２２ｂ、Ｖ１２−Ｉ１位相角表示部２２ｃより成る三相表示部２２を図１（ｂ）のように表示させ、「６０、１２０、３０」を表示するか否かで、その接続が正常かどうかを簡単に知り得ることが可能となる。しかも、図５で示した表と照らし合わせることで、どの箇所が誤結線であるかも直ちにわかるため、修復に要する時間を短縮できるという波及効果も期待できる。
実施の形態２．

前述した修復は、計器を例えば盤に設置する際に起きることが予想されるが、その盤が三相３線であっても、正常接続か否かを判断するために用意した負荷が単相、すなわち単相負荷にて試験を実施するケースも大いに考えられる。この実施の形態２は、単相負荷であっても、正常かどうかが判定できるものである。なお、図６は、この発明の実施の形態２における図２相当図、図７は処理手順を示すフローチャートである。

図６からも明らかなように、この実施の形態２では、前述した実施の形態１に対し、計測演算部５１に入力相判別部１５が、表示部５２に１相側表示部２３、３相側表示部２４、および相表示自動切替部２５が、それぞれ付加されている。このうち、１相（３相）側表示部２３（２４）は、Ｖ１２（Ｖ３２）表示部２３ａ（２４ａ）、Ｉ１（Ｉ３）表示部２３ｂ（２４ｂ）、Ｗ１（Ｗ３）表示部２３ｃ（２４ｃ）より形成されている。

まず始めに、三相負荷にて試験を実施するケースを図７に基づき説明する。表示モード切替部２１を操作することで、計測値表示モードから誤結線表示モードに切り替える（ステップ１０１）。すると、入力相判別部１５にて、１相と３相の両方に電流入力が有るか否かを判断する（ステップ１０２）。この場合、三相負荷であるため、相表示自動切替部２５にて三相表示部２２を表示するよう指示する。以下、この表示された位相角の値で正常接続か否かを判断するのは、実施の形態１で述べた通りである。

次に、単相負荷にて試験を実施するケースでは、前述したステップ１０２で「Ｎ」となるため、最初に１相に電流入力が有るか否かを判断する（ステップ１０３）。１相に電流があれば、続いて１相の電力Ｗ１が有るか否かを判断（ステップ１０４）し、Ｗ１があれば、すなわち、１相については、電流、電圧とも正常に接続されていると見做し、（ａ）に示すような１相側表示部２３を表示部５２に表示させる。なお、ここで、３相に単相負荷を接続していた場合には、ステップ１０３からステップ１０５に移り、１相の場合と同様に、この３相の電力Ｗ３が有るか否かを判断（ステップ１０６）し、Ｗ３があれば、やはり（ａ）に示すような３相側表示部２４を表示部５２に表示させる。つまり、１相もしくは３相のどちらに単相負荷が接続されたかを判断し、その接続された側の相の電圧、電流、および電力を順に表示させることで、正常接続を確認することができる。

一方で、誤接続があった場合は、以下のように表示させる。すなわち、ステップ１０４でＷ１がなければ、この場合、変流器９１との接続は問題ないが、変圧器９３との接続に異常、具体的には、変圧器９３と９４が入れ替わっていることが考えられ、まずは、（ｂ）に示すような１相側表示部２３を表示部５２に表示させる。このとき、この表示は、言うまでもなくステップ１０４における「Ｙ」が前提となるが、この「Ｙ」では、ただちに、３相側の計測も行ない、やはり（ｂ）に示すような３相側表示部２４を表示部５２に表示させる（このケースでは、変圧器９３からの電圧入力が３相側に入力されている）。こうして、これら１相側表示部２３と３相側表示部２４を表示部５２にサイクリック表示させることで、この「サイクリック」でもって、誤接続であることを知り得ることになる。

上述した誤接続の判断は、１相側に単相負荷を先に接続した場合を述べたが、３相側が先であっても同様である。また、ステップ１０５に達した際（つまり１相側に電流入力が無い）、３相側にも電流入力が無い場合では、（ｃ）に示すようなｎｏｎ表示部２６を表示部５２に表示させることで、何らの負荷も接続されていないことを知らせる。なお、一度、誤結線表示モードに切り替えれば、負荷の接続、あるいは修正に応じて、表示部５２の表示内容が自動的に切り替わる（例えば、ｎｏｎ表示部２６から１相側表示部２３）ので、確認作業をスムーズに行うことができる。

この実施の形態２では、「サイクリック表示」や「ｎｏｎ表示」により、誤接続や接続無を知らしめるようにしたが、例えば、電流が逆入力された場合などでは、（ｄ）に示すような１相側表示部２３を表示部２５に表示させる、すなわち、表示に「マイナス」を付加することで、作業者はこの時点で、ただちに逆入力を修正することが可能である。

１４ 位相角演算部、１５ 入力相判別部、２１ 表示モード切替部、
２２ 三相表示部、２３ １相側表示部、２４ ３相側表示部、
２５ 相表示自動切替部、５１ 計測演算部、５２ 表示部、
９９ 電路、１００ 電子式指示計器。

Claims (2)

1. 電路から入力された電流及び電圧より各種計測値を演算する計測演算部と、この計測演算部で演算した計測値を表示する表示部とを備えた電子式指示計器において、
   上記表示部に上記計測値を表示する計測値表示モードと上記計測演算部に備えた位相角演算部で演算した位相角を表示する誤結線表示モードを切り替える表示モード切替部を設けるとともに、
   上記位相角は、上記電路が１相、２相、及び３相からなる三相電路における、上記１相と２相の間の電圧と上記２相と３相の間の電圧の位相差、上記１相の電流と上記３相の電流の位相差、及び上記１相と２相の間の電圧と上記１相の電流の位相差から構成され、上記誤結線表示モードに設定されているときに、これら３種類の位相差を表示することを特徴とする電子式指示計器。
2. 上記計測演算部に入力相判別部を、上記表示部に上記入力相判別部の判別結果に基づく相表示自動切替部をそれぞれ付加し、上記計測演算部で演算した計測値が上記三相電路から入力されたものと上記入力相判別部が判別したときに、上記３種類の位相差を表示することを特徴とする請求項１に記載の電子式指示計器。

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