JP2015117994A - 電力量計 - Google Patents

Abstract

【課題】印加電圧が所定の条件を満たす場合に電力量の計量行為を実施しないように制御可能となる電力量計を提供する。【解決手段】電力量計１００は、配電線１の電圧を検出する電圧センサ部２、配電線１に流れる電流を検出する電流センサ部３、電圧センサ部２および電流センサ部３により検出された電圧値および電流値に基づいて、電力値および所定の時点から計量された電力量の値を算出する電力計測部５、並びに電圧センサ部２により検出された電圧値が定格電圧に基づいて規定される所定の範囲内であるかについて判定する電圧判定部７を備え、更に、電圧値が所定の範囲外であると電圧判定部７に判定された場合に、配電線１の異常状態として電力計測部５に電力量の計量を停止させると共に出力部２０に異常状態の検出の警告を出力させるように制御するコントローラ８を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、使用電力量を測定するための電力量計に関し、更に特定すれば、配電線の状態を判定しながら、使用電力量を適切に計量するための電力量計に関する。

一般に、電力量計を配電線に接続して計量される配電線の電力量は、配電線の電圧値と電流値を所与の時点から計測し、これらを乗算した電力を積算することで算出される。また、算出された電力量は電力量計に表示される。特に、昨今の電力量計おいては、電力量計内部の電源回路技術の向上により、電源部は１００Ｖおよび２００Ｖの電圧の共用化がなされるようになっている。

従来技術の電力量計を用いて、電力量を取引用または証明用として計量する場合、定格電圧の下で電力量計を使用する必要がある。何故ならば、これに反する場合は、計量法違反として罰則を科されることになるからである。

特許文献１は、単相３線式の配電方式において、電圧値が所定の電圧許容範囲から逸脱した場合に警告を表示し、日時情報を含む警告データを記憶および外部送信する電力量計について開示する。しかしながら、特許文献１に記載される電力量計は、単に警告を電力量計に表示するに留まり、仮に電圧値が所定の電圧許容範囲から逸脱した場合であっても、継続して電力量の計量を実施する。すなわち、従来技術の電力量計は、電力量の精度保証がなされない電圧が印加されているにも拘わらず、電力量計が破損しない限りにおいて（精度保証範囲外での）計量を継続することになる。

上記計量法との関係で言えば、従来技術の電力量計は、このように、定格電圧と異なる電圧が印加された場合であっても計量を継続実施することになるため、計量法違反の対象となる取引用または証明用途での使用は難しい。特に、例えば誤配線により、定格２００Ｖの環境下で定格１００Ｖの電力量計を配線した場合や、この逆に、定格１００Ｖの環境下で定格２００Ｖの電力量計を配線した場合でも、通常どおり電力量の計量処理を実施してしまうという問題があった。

この他、特許文献２では、電力量計において電力供給状況（例えば、瞬時電圧低下／停電／電圧正常など）を判定して表示する処理を行うが、やはり、異常の状態下の場合に計量を行わないように制御する機能は何ら実装されていない。

特開２００６−０７１６００号公報 特開２００８−０３２４３６号公報

本発明は、印加電圧が所定の条件を満たす場合に電力量の計量行為を実施しないように制御可能となる電力量計を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明は、使用電力量を測定するための電力量計を提供する。当該電力量計は、配電線の電圧を検出する電圧センサ部、配電線に流れる電流を検出する電流センサ部、電圧センサ部および電流センサ部により検出された電圧値および電流値に基づいて、電力値および所定の時点から計量された電力量の値を算出する電力計測部、並びに電圧センサ部により検出された電圧値が定格電圧に基づいて規定される所定の範囲内であるかについて判定する電圧判定部を備え、更に、電圧値が所定の範囲外であると電圧判定部に判定された場合に、配電線の異常状態として電力計測部に電力量の計量を停止させると共に出力部に異常状態の検出の警告を出力させ、他方、電圧値が所定の範囲内であると電圧判定部により判定された場合に、配電線の正常状態として電力計測部に電力量の計量を実施させ、また、計量の停止または実施についての計量状態を出力部に出力させるように制御するコントローラを備える。ここで、上記出力部は、電力量計に表示するための表示部、および外部機器と送受信するための通信部の一方または双方を含む。特に、出力部に出力される、異常状態の検出の警告および計量状態が表示部に表示されることを特徴とする。

また、本発明の電力量計は、上記配電線が３以上の電力線から構成される。そして、電圧センサ部が、任意の２つの電力線間における２以上の電圧を検出し、電圧判定部が２以上の電圧の値のいずれかが所定の範囲外であるかについて判定し、コントローラが、電圧値のいずれかが所定の範囲外であると電圧判定部に判定された場合に、配電線の異常状態として電力計測部に電力量の計量を停止させると共に表示部に異常状態検出の警告および計量状態を表示させることを特徴とする。

更に、本発明の電力量計は、負荷開閉を行う開閉器を更に備えており、コントローラにより、配電線の異常状態において開閉器の動作により給電が停止され、また、異常状態から正常状態に復帰した場合に、開閉器の動作により給電が実施（再開）される。

加えて、本発明の電力量計は、電圧判定部における判定日時を特定するためのカレンダおよび計時部、並びに記憶部を更に備えており、判定日時が、配電線が異常状態であった異常状態判定日時、および異常状態から正常状態に復帰した正常状態復帰日時を含み、コントローラが、異常状態または正常状態についての判定結果、および計量の停止または実施についての計量状態を当該判定日時と関連付けて記憶部に格納させると共に、上記出力部に出力させることを特徴とする。

図１は、本発明の実施形態による電力量計のブロック図である。 図２は、本発明の実施形態による電力量計が有する表示部における表示例である。 図３は、本発明の実施形態による電力量計における電力量の計量に関するフローチャートである。 図４は、本発明の実施形態による電力量計を適用する例示の単相２線式の配電線について示している。 図５は、本発明の実施形態による電力量計を適用する例示の単相３線式の配電線について示している。 図６は、本発明の実施形態による電力量計を適用する例示の三相３線式の配電線について示している。 図７は、本発明の実施形態による電力量計を適用する例示の三相４線式の配電線について示している。 図８は、本発明の他の実施形態による電力量計のブロック図である。 図９は、本発明の更なる他の実施形態による電力量計のブロック図である。

本発明の実施形態による使用電力量を測定するための電力量計について、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は、単に好適な実施形態を例示するものに過ぎず、限定的に解釈されるべきではない。

図１は、本発明の実施形態による電力量計１００のブロック図である。電力量計１００は、配電線１を介して給電装置から負荷に供給される電力量を適切に計測する。図示のとおり、本発明の電力量計１００は、大きくは、コントローラの所定の制御により電力量を計量する計量部１０、および出力部２０を具備する。 計量部１０は、配電線１、配電線１が結合される電圧センサ部２および電流センサ部３、電圧センサ部２に結合される電圧計測部４、電圧センサ部２および電流センサ部３のそれぞれに結合される電力計測部５、電流センサ部３に結合される電流計測部６、電圧計測部４に結合される電圧判定部７、並びに、電圧判定部７、電力計測部５および電流計測部６からそれぞれ結合されるコントローラ８を備える。

また、出力部２０は、取得した計量データ等の情報を電力量計１００上で液晶表示するための表示部２１、および取得した計量データ等の情報を無線または有線で外部機器との間で送受信するための通信部２２を具備する。

以下に、各構成要素の動作について説明する。

図１では、便宜上、配電線１はＰ１，Ｐ２，Ｐ３の３本の実線で記載している。これは、配電線１で使用される電力の測定のために、配電線１が有する２つの電力線間（Ｐ１−Ｐ２間およびＰ２−Ｐ３間）の電圧を電圧センサ部２に入力させ、また、電力線に流れる２つの電流（Ｉ１およびＩ３）を電流センサ部３に入力させることを意味している。ここで、配電線１は例示として３線方式（特に単相３線式または三相３線式）の場合を示す。なお、配電線１の実施例については図４〜図７を用いて後述する。

電圧センサ部２および電流センサ部３では、配電線１に印加された電圧および電流を検出し、これら電圧および電流を電子回路で使用できる信号に変換する。電圧信号は電圧計測部４に供給されて電圧値が計測される。また、電流信号は電流計測部６に供給されて電流値が計測される。

電力計測部５では、電圧信号および電流信号の両方に基づいて電力値と電力量値が算出される。具体的には、電力値は、計測された電圧値と電流値を乗算することで算出され、そして電力量値は、後述する所与の方針に従って所与の時点から計量した電力値を積算することで算出される。このようにして算出された電力量値は、コントローラ８の制御により表示部２１にて表示するとよく、および／または通信部２２を通じて外部機器に送信してもよい。

次に電圧判定部７では、電圧計測部４で計測された電圧値に対し、予め設定され定格電圧から算出された上限値と下限値を有する範囲内に含まれるか否かを判定する。そして、電圧値がこの範囲内に含まれるか否かの結果に応じて、コントローラ８により電力計測部５や、表示部２１および／または通信部２２が制御されることになる。

ここでは、電圧値が、範囲の上限値を超えていたり、または下限値を下回っていたりする場合に、電圧判定部７は配電線１が異常状態であると判定し、そうでない場合（範囲内に含まれる場合）には正常状態と判定する。このように電圧判定部７を構成すると、本電力量計１００は、誤配線により、例えば、定格２００Ｖの環境下で定格１００Ｖの電力量計が使用される場合や、その逆の場合に、適切に配電線１の異常状態を判定することができる。また、電圧判定部７は、直前の異常状態から正常状態に遷移したときに、復帰状態と判定してもよい。

図１の例は３線方式の配電線であり、同時に計測される電力線間の電圧および電力線の電流は２つずつあるため、電力量も同時に２つ計量される。４線方式の配電線を使用した場合には、３つの電力量が計量されることになる。このような場合は、電圧判定部７は、電圧値のいずれか１つでも範囲内に含まれず範囲外であると電圧判定部７が判定する場合に配電線１が異常状態にあると判定し、他方、電圧値の全てが範囲内に含まれるような場合にのみ配電線１が正常状態にあると判定するのがよい。

コントローラ８では、電圧判定部７による電圧値がこの範囲内に含まれるか否かの結果、すなわち配電線１が正常状態にあるか異常状態にあるかに応じて、電力計測部５や、表示部２１および／または通信部２２を制御する。先に述べたとおり、従来技術のように、定格電圧と異なる電圧が印加された場合でも計量を実施し、計量した電力量を取引用または証明用途で使用すると計量法違反となるが、このようなコントローラ８による制御を適切に行って電力量の計量を実施することによって、このような懸念が解消される。

以下に、コントローラ８による電力計測部５や、出力部２０（表示部２１および／または通信部２２）の制御態様について説明する。コントローラ８は、配電線１が範囲外にあり異常状態の場合には、電力計測部５に電力量の計量を停止させるように制御する。ここで、計量の停止とは、電力計測部５による電力量の算出処理において、異常状態の時点での電力値は、電力量として積算しない（すなわちカウントアップしない）という意味である。電力値の算出処理自体は実施してもしなくてもよい点に留意すべきである。

異常状態の場合には、コントローラ８は出力部２０、特に電力量計上の表示部２１に対して、異常状態を検出した旨の警告を表示させるように制御する。具体的には、図２で示すように、コントローラ８によって表示部２１に「電圧異常」の文字２２を表示させてユーザに警告する。異常状態を検出している間は、計量処理も停止していることから、表示部２１には併せて「無計量」の文字２３を表示させるのがよい。また、異常状態下の電圧値についても表示させるとよい（図２に図示せず）。これに対し、電圧値が範囲内にあり正常状態の場合には、コントローラ８は、電力計測部５に電力量の計量を実施させ、例えば「計量」の文字（図２に図示せず）を表示部２１に表示をさせる。仮に、異常状態から正常状態に復帰し、電圧値が再び範囲内に含まれたような場合は、コントローラ８は、表示部２１に「電圧異常」の警告表示を消滅させ、「無計量」の文字２３を「計量」の文字の表示に変更させると共に、電力計測部５に電力量の計量（カウントアップ）を再開させるように制御する。

特に、図１のように３線式の配電線１を用い、同時に計測される電圧が２個所あり、更に配電線１が異常状態である場合は、上記警告表示２２等に加えて、電圧異常を検出した個所、つまり、配電線１の異常状態において、電圧判定部７が範囲外であると判定した電圧値がどの２つの電力線間（図１ではＰ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間、およびベクトル計算で算出したＰ３−Ｐ１間のいずれか一つ若しくは複数）における電圧値かについて、コントローラ８は、その電圧値と共に表示部２１に表示させるとよい。

加えて、コントローラ８は通信部２２に対して、各種計測データを含むデータを外部機器に送信させるように制御することもできる。ここで、計測データとは、正常状態／異常状態に拘わらず、電圧計測部４による電圧値、電流計測部６による電流値、および電力計測部５による電力値と電力量値の内少なくとも１つを含む。特に異常状態下の電圧値は有益な情報となり得る。この他、外部機器に送信されるデータには、電力異常の判定結果（すなわち配電線１の異常状態の検出有無や正常状態／異常状態の区分）、電圧異常を検出した個所（図１のＰ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間、およびベクトル計算で算出したＰ３−Ｐ１間のいずれか一つ若しくは複数）、および計量状態（すなわち正常状態に因る計量実施状態か異常状態に因る計量停止状態か）の内少なくとも１つが含まれる。また、通信部２２が外部機器にデータを送信するタイミングとしては、外部機器からデータ取得要求があったとき、配電線１の異常状態を検出したとき、または定期など、任意のタイミングとするよう電力量計１００内にプログラムすることができる。

これより図３のフローチャートを参照して、図１に基づく電力量計における計量動作について説明する。図３に示す主要なステップは、コントローラ８によって制御処理される。計量開始後、ステップＳ１０では、配電線１からの電圧および電流の入力をそれぞれ電圧センサ部２および電流センサ部３で検出する。ステップＳ２０では、電圧計測部４によりＰ１−Ｐ２間およびＰ２−Ｐ３間の各電圧Ｖ_ａ，Ｖ_ｂを計測し、併せてベクトル計算でＰ３−Ｐ１間の電圧Ｖ_ｃを算出する。また、ステップＳ３０では、電流計測部６により電流Ｉ_１，Ｉ_３を計測する。そしてステップＳ４０では、電力計測部５による各電力算出Ｖ_ａ×Ｉ_１，Ｖ_ｂ×Ｉ_３が実施される。

次いで、ステップ５０では、電圧判定部７による電圧判定がなされる。具体的には、計測した電圧値Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ、および算出したＶ_ｃのいずれかが所定の範囲内であるかについて判定する。なお、この範囲は、予め設定される定格電圧に基づき算出される上限値Ｒ_１と下限値Ｒ_２を有する。電圧値のいずれかが所定の範囲外である場合（ＹＥＳ）、配電線１は異常状態であるとの判定結果となり、そうでない場合（ＮＯ）、すなわちいずれの電力値もが範囲内である場合は、配電線１は正常状態との判定結果となる。

配電線１が正常状態の場合、ステップＳ６０で、各電力Ｖ_ａ×Ｉ_１，Ｖ_ｂ×Ｉ_３を計量して電力量の値として組み込む。すなわち、それぞれを電力量値Ｗ_ａ，Ｗ_ｂに積算する（（Ｗ_ａ＋Ｖ_ａ×Ｉ_１）および（Ｗ_ｂ＋Ｖ_ｂ×Ｉ_３）をそれぞれ新たなＷ_ａ，Ｗ_ｂとする）。次いで、ステップＳ７０において表示部の表示内容を更新する。具体的には、先に述べたとおり、表示部２１で電力量値Ｗ_ａ，Ｗ_ｂや、電力量値Ｗ_ａ，Ｗ_ｂの総和（Ｗ_ａ＋Ｗ_ｂ）を更新する。また、計量状態に関する「計量」の文字を表示等する。仮に、直前の状態が異常状態であり、この時点で正常状態に復帰した場合は、「電圧異常」の文字が消滅し、計量状態を表示する文字も「無計量」から「計量」に更新されることになる。そして、ステップ８０で、電力異常の判定結果（すなわち配電線１での異常状態の検出「無」や「正常状態」区分）、および計量状態（すなわち正常状態に因る「計量」）を含む各種測定データを外部機器に送信する。

他方、配電線１が異常状態の場合、ステップＳ５０の次はステップＳ６５に遷移し、異常個所の特定、すなわち、範囲外の電圧値Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ，Ｖ_ｃに対応した異常個所Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間および／またはＰ３−Ｐ１間を特定する。次いで、取得された異常状態に関するデータについて、ステップＳ７５において表示部２１の表示内容を更新すると共に、ステップＳ８５で送信部３０による外部機器への送信を行う。先に述べたとおり、ステップＳ７５では、表示部２１に（計量されていない）電力量値２１、計量状態に関する「無計量」の文字２３、異常個所Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間および／またはＰ３−Ｐ１間、並びに異常個所での電圧値を表示するのみならず、更に、「電圧異常」の文字２２を表示によりユーザへ警告する。更にステップ８５では、先に述べたとおり、通信部２２は、異常状態の電圧値、電流値、電力値、および（計量されていない）電力量値、電力異常の判定結果（すなわち配電線１の異常状態の検出「有」や「異常状態」区分）、電圧異常を検出した個所Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間および／またはＰ３−Ｐ１間の個所、並びに計量状態（すなわち異常状態に因る「無計量」）を含む各種測定データを外部機器に送信する。

なお、直前の状態が異常状態であり、ここから正常状態に状態が遷移（すなわち、計量状態に復帰）したような場合には、これまで表示部２１に表示されていた異常個所を非表示にすると共に、当該「異常個所の復帰」についても、復帰した時点での当該個所の電圧値と合わせて測定データとして外部機器に送信するのがよい。

このようなステップＳ１０〜Ｓ８０（またはＳ８５）までの一連の処理は、配電線１の電力測定を終了するまで繰り返し継続実施され、測定終了時には、適切な電力量値Ｗ_ａ，Ｗ_ｂに基づく電力量値の総和（Ｗ_ａ＋Ｗ_ｂ）を取得することができる。なお、これら各ステップは例示のものに過ぎず、これに限定されない点に留意すべきである。

配電線の実施例
これより図４〜７を参照して、使用電力量の被測定対象である配電線１の実施例について説明する。図４は単相２線式、図５は単相３線式、図６は三相３線式、図７は三相４線式の配電線について示す。なお、以下に示す具体的な電圧値は、例示のものに過ぎず、電力量測定に際しこれらの値に限定されないことは言うまでもない。

図４は、単相２線式の配電線である。ここでは、Ｐ１−Ｐ２間に１００Ｖの電圧が印加され（図４（ａ））、または２００Ｖの電圧が印加される（図４（ｂ））。この場合、電圧センサ部２にＰ１−Ｐ２間の電圧が入力され、電流センサ部３にはＰ１における電流Ｉ１が入力される。そして、電圧計測部４で算出されたＰ１−Ｐ２間の電圧値は、予め設定された定格電圧に基づき算出されている上限値と下限値を有する範囲にあるかについて電圧判定部７で判断される。

図５は、単相３線式の配電線である。ここでは、Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間にはそれぞれ１００Ｖの電圧が印加され、また、Ｐ３−Ｐ１間には２００Ｖの電圧が印加される。この場合、電圧センサ部２にＰ１−Ｐ２間の電圧およびＰ２−Ｐ３間の電圧が入力され、電流センサ部３にはＰ１，Ｐ３における電流Ｉ１，Ｉ３が入力される。そして、電圧計測部４で計測されているＰ１−Ｐ２間およびＰ２−Ｐ３間、並びにベクトル計算で算出されているＰ３−Ｐ１間の各電圧値が、予め設定された定格電圧に基づき算出される上限値と下限値を有する範囲にあるかについて電圧判定部７でそれぞれ判断される。

図６は、三相３線式の配電線である。ここでは、Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間およびＰ３−Ｐ１間のそれぞれに１００Ｖの電圧が印加され（図６（ａ））、または２００Ｖの電圧が印加される（図６（ｂ））。この場合、電圧センサ部２にＰ１−Ｐ２間の電圧およびＰ２−Ｐ３間の電圧が入力され、電流センサ部３にはＰ１，Ｐ３における電流Ｉ１，Ｉ３が入力される。そして、電圧計測部４で計測されたＰ１−Ｐ２間およびＰ２−Ｐ３間、並びにベクトル計算で算出されたＰ３−Ｐ１間の各電圧値が、予め設定された定格電圧に基づき算出される上限値と下限値を有する範囲にあるかについて電圧判定部７でそれぞれ判断される。

図７は、三相４線式の配電線である。ここでは、Ｐ１−Ｐ０間、Ｐ２−Ｐ０間、およびＰ３−Ｐ０間には２４０Ｖの電圧が印加される。この場合、電圧センサ部２にＰ１−Ｐ０間の電圧、Ｐ２−Ｐ０間の電圧、およびＰ３−Ｐ０間の電圧が入力され、電流センサ部３にはＰ１，Ｐ２，Ｐ３における電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が入力される。そして、電圧計測部４で算出されたＰ１−Ｐ０間、Ｐ２−Ｐ０間およびＰ３−Ｐ０間の各電圧値が、予め設定されている定格電圧に基づき算出される上限値と下限値を有する範囲にあるかについて電圧判定部７でそれぞれ判断される。

電力量計の変形例
図１〜図３を用いて説明した本発明の実施形態による電力量計について、更に、負荷開閉を行う開閉器を更に備えるよう構成することができる。図８は、図１の例による電力量計の計量部１０が更に開閉器９を具備するように構成したブロック図である。開閉器９以外の構成要素は図１と同様であるため、説明は省略する。

本変形例では、開閉器９を備えることにより、電力量計内部においてコントローラ８による開閉器の制御が可能になる。具体的には、電圧判定部７により配電線１の異常状態を検出したときに、コントローラ８は開閉器９を開いて給電を停止するよう命令し、また、電圧判定部７により配電線１の正常状態を検出したとき（特に、直前の状態が異常状態であり、正常状態に復帰したとき）に、開閉器９を閉じて給電を実施（特に再開）するように命令することができる。このように開閉器を制御することで、負荷機器を適切に保護することが可能になる。コントローラ８は更に、開閉器９を開いて給電が停止している給電停止状態の警告について表示部２１に新たに表示させるとよい。例えば、図２の表示画面において「給電停止」の文字（図２に図示せず）を新たに表示するのがよい。更に、給電停止状態から、その後に給電実施の状態に復帰したときには、「給電停止」の文字を非表示にするのがよい。加えて、コントローラ８は更に、開閉器９の開閉により給電を停止または実施されている給電状態（給電停止状態や給電実施状態）について通信部２２を通じて外部機器に送信させるのがよい。

図８は、開閉器９が電力量計に内蔵される例を示すが、これ以外にも、外部機器が開閉器を具備するように構成し、コントローラ８が、通信部２２を介して開閉器の開閉動作を制御するように構成してもよい。具体的には、電圧判定部７により配電線１の異常状態を検出したときに、コントローラ８は、通信部２２を介して外部機器の開閉器を開くよう命令することにより給電を停止させ、また、電圧判定部７により配電線１の正常状態を検出したときには通信部２２を介して開閉器を閉じるように命令して給電を実施（特に再開）させることができる。

なお、電力計測部５による電力量の計量が停止されている間は、併せて開閉器９により給電も停止して、計量状態および給電状態を対応させるようにするのがよい。こうすることにより、計量を停止している間に電気が利用されることを防止することができる。

次に図９を参照する。図９は、図１の例による電力量計の計量部１０が更に、コントローラに結合された、カレンダおよび計時部１１並びに記憶部１２を具備するように構成したブロック図である。

カレンダおよび計時部１１は電圧判定部７の判定日時を特定する。具体的には、カレンダおよび計時部１１は、電圧判定部７が配電線１の正常状態または異常状態を判定した動作日時を特定し、コントローラ８が当該特定された動作日時を表示部２１に表示させる、および／または、電圧判定部７が配電線１の正常状態または異常状態について判定した動作日時を特定し、コントローラが当該特定された動作日時を通信部２２に送信させる。

また、記憶部１２は、配電線１の各状態（特に異常状態）における、電圧判定部７による判定日時情報を各種計測データ等のデータに関連付けて記憶するようにコントローラにより制御される。具体的には、判定日時情報には、配電線の電圧が異常状態であった異常状態判定日時、異常状態から正常状態に復帰した正常状態復帰日時を含むのがよく、この判定日時情報に関連付けて、正常状態または異常状態についての判定結果や計量状態を含んだデータを記憶部１２に格納するのがよい。

例えば、電圧判定部７が配電線１の異常状態を判定した場合には、記憶部１２は、異常状態の判定結果、電圧異常を検出した個所（図９の場合、Ｐ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間および／またはＰ３−Ｐ１間）、電圧値、並びに計量の停止についての計量状態の内少なくとも１つを、配電線１の異常状態を判定した異常状態判定日時と関連付けて記憶部１２に格納する。更に、図８に関して説明したような開閉器９を電力量計の内部または外部に備える場合にあっては、記憶部１２は更に、開閉器９により給電を停止または実施される給電状態を判定日時の情報に関連付けて記憶部１２に格納してもよい。

記憶部１２に日時情報付きの各種データを記憶しておくことで、外部機器からデータ取得要求があったタイミングその他任意のタイミングで記憶データを任意の方法で取得することが可能になる。

加えて、このような判定日時情報に関連付けられて記憶部１２に格納された計測データ、配電線の電圧正常／異常の判定結果、電圧異常検出個所、計量状態、および給電状態は、関連付いている日時情報と共に出力部２０から出力することもできる。具体的には、通信部２２から送信することも、電力量計の表示部２１に表示することができる。

一例では、記憶部１２に格納された異常状態判定日時や正常状態復帰日時、異常個所、および異常の個所の復帰について通信部に送信するとよい。他の例では、異常状態の際に表示部２１に表示されていた異常状態判定日時や異常の個所に対し、その後正常状態に復帰した場合に、これらを非表示してもよい。また他の例では、異常状態判定日時および正常状態復帰日時にそれぞれ関連付けられて記憶部１２に格納された各電圧値を、通信部２２から送信する、および／または電力量計の表示部２１に表示するとよい。更なる他の例では、異常状態判定日時や正常状態復帰日時と合わせて記憶部１２に格納された、配電線の電圧の正常／異常状態の判定結果および計量状態の一方若しくは双方を通信部２２から送信してもよい。なお、電力線の数が２つの場合には、上記異常個所の表示や通信は実施しなくてもよい。

図９の電力量計が更に図８に示すような開閉器９を具備する場合には、コントローラ８が開閉器９を開いて給電を停止させ、および開閉器９を閉じて給電を実施（再開）させる際に、更にそれぞれ給電停止日時や給電復帰日時をカレンダおよび計時部１１に特定させ、これらに関連付けて給電実施状態および給電復帰状態といった給電状態を記憶部１２に格納するのがよい。

この場合には、やはり、記憶部１２に格納された給電停止日時および給電停止状態、ならびに給電復帰日時や給電復帰状態を出力部２０から出力することができる。具体的には、通信部２２から送信することも、電力量計の表示部２１に表示することができる。

図９は、カレンダおよび計時部１１が電力量計に内蔵される例を示すが、これ以外にも、外部機器がカレンダおよび計時部を具備するように構成し、コントローラ８が、通信部２２を介してカレンダおよび計時部１１の動作を制御するように構成してもよい。この場合は、通信部２２から送信される計測データ、電圧異常の判定結果、電圧異常検出個所、計量状態および給電状態等の情報に対し、外部機器において日時情報を関連付けることが可能となる。

以上、本発明の各実施形態における電力量計について説明した。本発明の電力量計は、纏めると次のような効果を有する。

第一に、電力量計において許容される電圧の範囲を適切に設定することにより、定格電圧が異なるような、先に述べた計量法に違反する環境下で計量を実施することを防止することができる。具体的なケースを例示すると、例えば、図４のような２線式の配電線を適用する場合、定格２００Ｖの環境下で、定格１００Ｖの電力量計が使用されたときに電圧異常を検出し、計量を停止することができる。またこれとは逆に、定格１００Ｖの環境下で、定格２００Ｖの電力量計が使用されたときに電圧異常を検出し、計量を停止することもできる。更に、図５のような単相３線式の適用する場合、中性線Ｐ２と、Ｐ１およびＰ３が誤配線により入れ違いになったときに、本来１００Ｖのところが２００Ｖに、また２００Ｖのところが１００Ｖになるため、電圧異常を検出して計量を停止することができる。加えて、図５のような単相３線式の環境下において、図６のような三相３線式の電力量計が誤って適用された場合、またはその逆の場合に、単相３線式のときにはＰ３−Ｐ１間の電圧値はＰ１−Ｐ２間とＰ２−Ｐ３間の電圧値の２倍になる一方で、三相３線式のときにはＰ１−Ｐ２間、Ｐ２−Ｐ３間およびＰ３−Ｐ１間の電圧値は全て同じになることから、電力量計において許容される電圧の範囲を適切に設定することで、適切に電圧異常を検出して計量を停止することができる。

第二に、電圧異常を検出した場合に、給電を停止させることで負荷機器を適切に保護することができる。また、給電状態を計量状態と同期することにより、計量を停止している間に電気を使われることを防止することもできる。

第三に、工事の施工ミスがあった場合に早期の段階でミスを発見することができる。

最後に、電圧回路を共通化して適用するような場合においても、定格電圧の間違いを適切に検出することができる。例えば、定格１００Ｖ用と２００Ｖ用の電圧回路を用意するのではなく、定格２００Ｖ用のものを適用して電圧回路は共通化した場合に、定格１００Ｖか２００Ｖかについて電力量計に実装した電圧異常の検出機能によって判定することができる。

以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明してきたが、当業者であれば、他の類似する実施形態を使用することができること、また、本発明から逸脱することなく適宜形態の変更又は追加を行うことができることに留意すべきである。なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて解釈されるべきである。

１ 配電線
２ 電圧センサ部
３ 電流センサ部
４ 電圧計測部
５ 電力計測部
６ 電流計測部
７ 電圧判定部
８ コントローラ
９ 開閉器
１１ カレンダおよび計時部
１２ 記憶部
１０ 計量部
２０ 出力部
２１ 表示部
２２ 通信部

Claims (23)

1. 使用電力量を測定するための電力量計であって、
   配電線の電圧を検出する電圧センサ部と、
   前記配電線に流れる電流を検出する電流センサ部と、
   前記電圧センサ部および前記電流センサ部により検出された電圧値および電流値に基づいて、電力値および所定の時点から計量された電力量の値を算出する電力計測部と、
   前記電圧センサ部により検出された電圧値が、定格電圧に基づいて規定される所定の範囲内であるかについて判定する電圧判定部と、
   コントローラであって、
   前記電圧値が前記所定の範囲外であると前記電圧判定部に判定された場合に、前記配電線の異常状態として前記電力計測部に電力量の計量を停止させると共に出力部に異常状態の検出の警告を出力させ、
   前記電圧値が前記所定の範囲内であると前記電圧判定部により判定された場合に、前記配電線の正常状態として前記電力計測部に電力量の計量を実施させ、
   計量の停止または実施についての計量状態を前記出力部に出力させる
   ように制御する、コントローラと、
   を備え、前記出力部が、前記電力量計に表示するための表示部、および外部機器と送受信するための通信部の一方または双方を含む、電力量計。
2. 前記出力部に出力される、前記異常状態の検出の警告および前記計量状態が前記表示部に表示されることを特徴とする、請求項１記載の電力量計。
3. 請求項１または２記載の電力量計において、前記配電線が３以上の電力線から構成され、
   前記電圧センサ部が、任意の２つの前記電力線間における２以上の電圧を検出し、
   前記電圧判定部が、前記２以上の電圧の値のいずれかが前記所定の範囲外であるかについて判定し、
   前記コントローラが、前記電圧値のいずれかが前記所定の範囲外であると前記電圧判定部に判定された場合に、前記配電線の異常状態として前記電力計測部に計量を停止させると共に、前記表示部に異常状態検出の警告および前記計量状態を表示させることを特徴とする、電力量計。
4. 請求項３記載の電力量計において、前記コントローラが、
   前記配電線の異常状態において、前記２以上の電圧値の内前記所定の範囲外であると判定された電圧値がどの前記２つの電力線間における電圧値かの異常個所、および
   前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合における前記異常個所の復帰
   について前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
5. 請求項４記載の電力量計であって、前記コントローラが、更に、
   前記異常状態における電圧値、および
   前記復帰した時点での前記異常個所の電圧値
   を前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
6. 請求項３から５のいずれか一項記載の電力量計において、前記コントローラが、
   前記配電線の異常状態において、前記２以上の電圧値の内前記所定の範囲外であると判定された電圧値がどの前記２つの電力線間における電圧値かの異常個所について前記表示部に表示させ、また、
   前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合には、前記表示された異常個所を前記表示部から非表示にさせることを特徴とする、電力量計。
7. 請求項６記載の電力量計において、前記コントローラが、更に、前記異常状態における電圧値を前記表示部に表示させることを特徴とする、電力量計。
8. 請求項１または２記載の電力量計において、前記配電線が２つの電力線から構成され、
   前記コントローラが、前記異常状態における電圧値を、前記表示部に表示させること、および前記通信部に通信させることの一方または双方を行うことを特徴とする、電力量計。
9. 請求項１から８のいずれか一項記載の電力量計において、前記コントローラが、
   前記異常状態または前記正常状態についての判定結果、および
   前記計量の停止または実施についての前記計量状態、
   の内少なくとも１つを前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
10. 請求項１から９のいずれか一項記載の電力量計であって、負荷開閉を行う開閉器を更に備えており、前記コントローラが、
    前記配電線の異常状態において前記開閉器の動作により給電を停止させ、
    前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合に、前記開閉器の動作により給電を実施させること
    を特徴とする、電力量計。
11. 請求項１０記載の電力量計であって、前記コントローラが、前記開閉器により給電が停止または実施されている給電状態について前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
12. 請求項１０または１１記載の電力量計において、前記コントローラが、
    前記開閉器の動作により、前記給電が停止されている給電停止状態の警告を前記表示部に表示させ、
    前記開閉器の動作により、前記給電停止状態から復帰した場合に、前記給電停止状態の警告を前記表示部から非表示にさせる
    ことを特徴とする、電力量計。
13. 請求項１または２記載の電力量計であって、更に、
    前記電圧判定部における判定日時を特定するためのカレンダおよび計時部と、
    記憶部と、
    を備えており、
    前記判定日時は、前記配電線が異常状態であった異常状態判定日時、および前記異常状態から前記正常状態に復帰した正常状態復帰日時を含み、
    前記コントローラが、
    前記異常状態または前記正常状態についての判定結果、および
    前記計量の停止または実施についての前記計量状態
    を前記判定日時と関連付けて前記記憶部に格納させると共に、前記出力部に出力させることを特徴とする、電力量計。
14. 請求項１３記載の電力量計において、前記配電線が３以上の電力線から構成され、 前記電圧センサ部が、任意の２つの前記電力線間における２以上の電圧を検出し、
    前記電圧判定部が、前記２以上の電圧の値のいずれかが前記所定の範囲外であるかについて判定し、
    前記電圧判定部が、前記電圧値のいずれかが前記所定の範囲外であると判定した場合に、前記配電線の異常状態として、前記カレンダおよび計時部が前記異常状態判定日時を特定すると共に、前記コントローラが、
    前記電力計測部に計量を停止させ、
    前記異常状態判定日時を前記記憶部に格納させ、
    前記異常状態検出の警告および前記計量状態を前記表示部に表示させ、
    前記２以上の電圧値の内、前記所定の範囲外であると判定された電圧値がどの前記２つの電力線間における電圧値かの異常個所について、前記異常状態判定日時に関連付けて前記記憶部に格納させる、
    ことを特徴とする、電力量計。
15. 請求項１４記載の電力量計において、前記コントローラが、
    前記記憶部に格納された前記異常状態判定日時および前記正常状態復帰日時、
    前記異常状態判定日時に関連付けられた前記異常個所、並びに
    前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合における前記異常個所の復帰
    について前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
16. 請求項１５記載の電力量計において、前記コントローラが、更に、
    前記異常状態判定日時における電圧値、および
    前記正常状態復帰日時における電圧値
    を前記異常状態判定日時および前記正常状態復帰日時にそれぞれ関連付けて前記記憶部に格納させると共に、前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
17. 請求項１４から１６のいずれか一項記載の電力量計において、前記コントローラが、
    前記記憶部に格納された前記異常状態判定日時、および
    前記異常状態判定日時に関連付けられた前記異常個所
    について前記表示部に表示させ、
    前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合には、表示された前記異常状態判定日時および前記異常個所を前記表示部から非表示にさせることを特徴とする、電力量計。
18. 請求項１７記載の電力量計において、前記コントローラが、更に、前記異常状態判定日時における電圧値を、前記異常状態判定日時に関連付けて前記記憶部に格納させると共に、前記表示部に表示させることを特徴とする、電力量計。
19. 請求項１３記載の電力量計において、前記配電線が２つの電力線から構成され、
    前記コントローラが、
    前記異常状態における電圧値を、前記異常状態判定日時に関連付けて前記記憶部に格納させると共に、
    前記表示部に表示させること、および前記通信部に通信させることの一方または双方を行う
    ことを特徴とする、電力量計。
20. 請求項１３から１９のいずれか一項記載の電力量計において、前記コントローラが、
    前記記憶部に格納された前記異常状態判定日時および前記正常状態復帰日時と、
    前記異常状態または前記正常状態についての判定結果、および前記計量の停止または実施についての前記計量状態の内少なくとも１つと、
    を前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
21. 請求項１３から２０のいずれか一項記載の電力量計であって、負荷開閉を行う開閉器を更に備えており、前記コントローラが、
    前記配電線の異常状態において前記開閉器の動作により給電を停止させると共に、
    給電を停止した給電停止日時を前記カレンダおよび計時部に特定させて、前記給電が停止されている給電停止状態として前記給電停止日時と関連付けて前記記憶部に格納させ、また、
    前記コントローラが、
    前記異常状態から前記正常状態に復帰した場合に、前記開閉器の動作により給電を実施させると共に、
    前記給電を実施した給電復帰日時を前記カレンダおよび計時部に特定させて、前記給電が復帰している給電復帰状態として前記給電復帰日時と関連付けて前記記憶部に格納させることを特徴とする、電力量計。
22. 請求項２１記載の電力量計であって、前記コントローラが、
    前記給電停止状態において、前記記憶部に格納された前記給電停止日時および前記給電停止状態を前記通信部に送信させ、また、
    前記給電復帰状態において、前記記憶部に格納された前記給電復帰日時および前記給電復帰状態を前記通信部に送信させることを特徴とする、電力量計。
23. 請求項２１または２２記載の電力量計であって、前記コントローラが、更に、
    前記給電停止状態において、前記記憶部に格納された前記給電停止日時および前記給電停止状態を前記表示部に表示させ、また、
    前記給電停止状態において前記表示部に表示された前記給電停止日時および前記給電停止状態を、前記給電復帰状態において、前記表示部から非表示にさせる
    ことを特徴とする、電力量計。

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