JP2015172490A - Electricity measuring device - Google Patents

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健一 花岡
Kenichi Hanaoka
健一 花岡
秀昭 高木
Hideaki Takagi
秀昭 高木
直子 下里
Naoko Shimosato
直子 下里
繁 河部
Shigeru Kawabe
繁 河部
正幸 中村
Masayuki Nakamura
正幸 中村
治 花岡
Osamu Hanaoka
治 花岡
光庸 松尾
Mitsunobu Matsuo
光庸 松尾
義則 飯島
Yoshinori Iijima
義則 飯島
賀鶴彦 田中
Gatsuruhiko Tanaka
賀鶴彦 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electricity measuring device capable of simply and safely detecting terminal voltage of opening/closing means even in a hot line condition by reducing risks of short circuiting between phases and electric shock.SOLUTION: An electricity measuring device includes: magnet probes 1A, 1B that are attracted by magnetic force of a magnet and connected with one terminal of a breaker that is connected between a power supply side and a load side and that opens or closes a circuit between them; an electric-optical conversion unit 2 that converts an electric signal representing terminal voltage detected via the magnet probes 1A, 1B into an optical signal; optical fibers 3A, 3B that propagate the optical signal input from one end surfaces; an optical-electric conversion unit 5 that converts the optical signal output from the other end surfaces of the optical fibers 3A, 3B into an electric signal; and a measuring unit 5 that measures the terminal voltage on the basis of the electric signal obtained by the conversion.

Description

本発明は電気計測装置に関し、特にブレーカ等の開閉手段の負荷側の端子に装着して工場等、生産設備の電圧等を計測する場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to an electrical measuring device, and is particularly useful when applied to a load-side terminal of an opening / closing means such as a breaker to measure the voltage of a production facility such as a factory.

近年、省エネ意識が高まる中、工場内の生産設備ごとにエネルギー使用量を視覚化し、集中管理することでエネルギー削減を図ろうとする市場ニーズが増加している。既に、電力測定と通信機能を併せ持つブレーカが市販されているが、高価であり設置には専門家の技術が必要となる。そのために既存のブレーカに後付けする、安価で取付けが簡単なタイプの製品を求める声が多い。生産設備の使用電力を測定する場合、負荷側(2次側)の電圧を検出する必要がある。かかる電圧測定に際し、従来は、電圧測定用の接続クリップ(大型のワニ口クリップ)をブレーカ等の負荷側の端子に直接接続している。そのため、電圧測定用のリード線等は、活線状態で接続作業を行う必要がある。この結果、かかる接続作業において、測定作業者の手が金属露出部に触れて感電する危険性を伴うし、またクリップが外れて短絡し停電になる可能性がある。   In recent years, with increasing awareness of energy conservation, there is an increasing market need to reduce energy consumption by visualizing and centrally managing energy usage for each production facility in a factory. Breakers that have both power measurement and communication functions are already on the market, but they are expensive and require expert skills for installation. For this reason, there are many calls for a low-priced and easy-to-install product that is retrofitted to existing breakers. When measuring the power consumption of production equipment, it is necessary to detect the voltage on the load side (secondary side). In the case of such voltage measurement, conventionally, a connection clip for measuring voltage (a large alligator clip) is directly connected to a load-side terminal such as a breaker. Therefore, it is necessary to connect the lead wires for voltage measurement and the like in a live state. As a result, in such connection work, there is a risk that the measurement operator's hand touches the exposed metal portion to get an electric shock, and the clip may come off and short-circuit, resulting in a power failure.

また、生産設備には電磁ノイズの発生源となるモーター等が多数設置されている。このため、ブレーカ等の端子から測定器に至る電線が長く本数も多くなり、電磁ノイズに晒される結果、測定器に電磁ノイズに起因するノイズや雷サージ電圧が入り込み、測定精度を悪化させるばかりでなく、場合によっては測定器の故障原因ともなる。   In addition, a lot of motors or the like that are sources of electromagnetic noise are installed in production facilities. For this reason, the number of wires extending from the terminals such as breakers to the measuring instrument is long and the number of wires is increased, and as a result of exposure to electromagnetic noise, noise and lightning surge voltage due to electromagnetic noise enter the measuring instrument, which only deteriorates the measurement accuracy. In some cases, it may cause a failure of the measuring instrument.

発光ダイオード、フォトダイオードを使用して雷サージの測定を行う電圧センサとして特許文献1が公知である。   Patent Document 1 is known as a voltage sensor for measuring a lightning surge using a light emitting diode or a photodiode.

特開2004−219120号公報JP 2004-219120 A

ところで、特許文献1は、超高圧電圧を測定するものであるため、当然ブレーカ等の開閉手段の負荷側の電圧を活線状態で安全に計測するという用途には適用できない。要するに現状においては、ブレーカ等の開閉手段の活線状態でその負荷側の電圧を安全かつ高精度に計測し、さらに電流情報と合わせることにより、生産設備の電力を低廉なコストで検出することができるシステムの構築に資することができる安全かつ簡便な電圧測定装置は提案されていない。そこで、かかる電圧測定装置の出現が待望されていた。   By the way, since patent document 1 measures an ultra high voltage, it cannot be applied to the use of measuring the voltage of the load side of switching means, such as a breaker, safely in a live state. In short, at present, it is possible to detect the power of the production equipment at a low cost by measuring the voltage on the load side safely and with high accuracy in the live state of the open / close means such as a breaker and further combining it with the current information. A safe and simple voltage measuring device that can contribute to the construction of a system that can be used has not been proposed. Therefore, the appearance of such a voltage measuring device has been awaited.

本発明は、上記従来技術に鑑み、相間の短絡や感電の恐れを排除し、活線状態であっても安全かつ簡単に開閉手段の端子電圧を検出することを可能とし、電力や力率の検出にも繋がり、工場等のエネルギー使用の効率化計画の策定等に資することができる電気計測装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described prior art, the present invention eliminates the possibility of short-circuiting between phases and electric shock, makes it possible to detect the terminal voltage of the switching means safely and easily even in a live line state, and the power and power factor. An object of the present invention is to provide an electrical measuring device that can be used for detection and contribute to the development of an efficiency plan for energy use in factories and the like.

上記目的を達成する本発明の第1の態様は、電源側と負荷側との間に接続されて両者間の回路を開閉する開閉手段の一方側の端子にマグネットの磁力により吸引されて接続されるマグネットプローブと、前記マグネットプローブを介して検出される端子電圧を表す電気信号を光信号に変換する電気・光変換部と、一方の端面から入射される前記光信号を伝搬させる光ファイバと、前記光ファイバの他方の端面から出射される前記光信号を電気信号に変換する光・電気変換部と、変換された前記電気信号に基づき前記端子電圧を計測する計測部とを有することを特徴とする電気計測装置にある。   The first aspect of the present invention that achieves the above object is that the first side of a switching means that is connected between the power supply side and the load side and opens and closes the circuit between them is attracted and connected by the magnetic force of the magnet. A magnetic probe, an electrical / optical converter that converts an electrical signal representing a terminal voltage detected via the magnet probe into an optical signal, an optical fiber that propagates the optical signal incident from one end surface, An optical / electrical converter that converts the optical signal emitted from the other end face of the optical fiber into an electrical signal, and a measuring unit that measures the terminal voltage based on the converted electrical signal, There is an electrical measuring device to do.

本態様によれば、開閉手段への接続は、マグネットプローブを介して行うことができるので、活線状態であっても感電の恐れがなく、ワンタッチで簡単に所定の接続作業を行うことができる。また、電気・光変換部と光・電気変換部との間は光ファイバを介して電圧信号を伝送しているので、電磁雑音の影響を受けることはない。   According to this aspect, since the connection to the opening / closing means can be performed through the magnet probe, there is no fear of electric shock even in a live line state, and a predetermined connection operation can be easily performed with one touch. . Further, since a voltage signal is transmitted between the electrical / optical conversion unit and the optical / electrical conversion unit via an optical fiber, there is no influence of electromagnetic noise.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する電気計測装置において、前記回路は単相交流回路であり、前記電気・光変換部は逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子を有するとともに、前記光ファイバは2個の前記電気・光変換素子が出力する光信号をそれぞれ伝送するよう2本で構成されており、さらに前記光・電気変換部は逆向きに並列に接続された2個の光・電気変換素子を有するとともに、前記各光ファイバから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換し、前記計測部は、供給される2種類の電気信号に基づき前記単相回路のプラス側およびマイナス側のピーク間電圧に基づく前記端子電圧を計測するものであることを特徴とする電気計測装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the electric measuring device according to the first aspect, the circuit is a single-phase AC circuit, and the electric / optical conversion unit is connected in parallel in two opposite directions. -It has a light conversion element, and the said optical fiber is comprised by two so that each may transmit the optical signal which the said two said electricity / light conversion elements output, Furthermore, the said light / electricity conversion part is reverse direction In addition to having two optical / electrical conversion elements connected in parallel, the optical signals emitted from the optical fibers are converted into electrical signals, respectively, and the measuring unit is based on the two types of supplied electrical signals. The electrical measuring apparatus is for measuring the terminal voltage based on the peak-to-peak voltage on the plus side and the minus side of the single-phase circuit.

本態様によれば、逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子および光・電気変換素子を有しているので、単相交流の全波形を良好に再生した電圧信号を計測部に供給することができる。この結果、高精度の電圧測定が可能になる。   According to this aspect, since it has two electrical / optical conversion elements and optical / electrical conversion elements connected in parallel in opposite directions, a voltage signal that reproduces all the waveforms of a single-phase alternating current satisfactorily is measured. Parts can be supplied. As a result, highly accurate voltage measurement is possible.

本発明の第3の態様は、第1の態様に記載する電気計測装置において、前記回路は三相交流回路であり、前記光・電気変換部は、前記開閉手段の2個一組の端子間の電圧を計測するよう逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子の2組を有するとともに、前記光ファイバは2組の前記電気・光変換素子が出力する光信号をそれぞれ伝送するよう4本で構成されており、前記光・電気変換部は前記各光ファイバから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換して2組の電気信号を生成し、前記計測部は、供給される2種類かつ2組の電気信号に基づき前記三相回路の前記2組の各端子電圧を計測するものであることを特徴とする電気計測装置にある。   According to a third aspect of the present invention, in the electrical measuring device according to the first aspect, the circuit is a three-phase AC circuit, and the optical / electrical converter is provided between a pair of terminals of the switching means. In addition to having two sets of two electric / optical conversion elements connected in parallel in opposite directions so as to measure the voltage of the optical fiber, the optical fiber transmits optical signals output by the two sets of electric / optical conversion elements, respectively. The optical / electrical converter converts the optical signals emitted from the optical fibers into electrical signals to generate two sets of electrical signals, and the measuring unit supplies The electrical measuring device is characterized in that the two sets of terminal voltages of the three-phase circuit are measured based on two types and two sets of electrical signals.

本態様によれば、逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子および光・電気変換素子で電気・光変換部および光・電気検出部を形成しているので、三相交流電圧の全波形を良好に再生した電圧信号を計測部に供給することができる。この結果、高精度の三相電圧測定が可能になる。   According to this aspect, the two electrical / optical conversion elements and the optical / electrical conversion elements connected in parallel in the opposite direction form the electrical / optical conversion unit and the optical / electrical detection unit. A voltage signal in which the entire waveform of the voltage is well reproduced can be supplied to the measurement unit. As a result, highly accurate three-phase voltage measurement is possible.

本発明の第4の態様によれば、第3の態様に記載する電気計測装置において、マグネットプローブは、両端の相のプローブが、中央の相のプローブに対して所定の間隔を保持するように位置規制されていることを特徴とする電気計測装置にある。   According to the fourth aspect of the present invention, in the electrical measuring device according to the third aspect, the magnet probe is arranged such that the probes of the phases at both ends maintain a predetermined distance from the probe of the center phase. The electrical measuring device is characterized by being restricted in position.

本態様によれば、三相交流の電圧測定に際し、接続すべき開閉手段の端子を間違えることなく、正規の相順になるように確実に接続することができる。   According to this aspect, when measuring the voltage of the three-phase alternating current, it is possible to reliably connect the terminals in the proper phase order without making a mistake in the terminals of the switching means to be connected.

本発明の第5の態様は、第4の態様に記載する電気計測装置において、前記両端の相のプローブは、前記中央の相の中心を通る中心線上を移動可能に形成されたピンに基端部が回動可能に取り付けられた2本のレバーのそれぞれの先端部に取り付けられるとともに、スライド部材に位置を規制されつつ前記中心線に直交する方向に移動して前記中央の相に対する相対位置が調整可能に形成されていることを特徴とする電気計測装置にある。   According to a fifth aspect of the present invention, in the electrical measurement apparatus according to the fourth aspect, the probes of the phases at both ends are proximal to a pin formed to be movable on a center line passing through the center of the center phase. Are attached to the respective distal ends of the two levers that are pivotably attached, and are moved in a direction perpendicular to the center line while being regulated by the slide member, so that the relative position with respect to the center phase is The electrical measuring device is formed to be adjustable.

本態様によれば、開閉手段の隣接する端子間の寸法が変化しても、これに柔軟に対応させて良好な所定の接続を行うことができる。   According to this aspect, even if the dimension between the adjacent terminals of the opening / closing means changes, it is possible to flexibly cope with this and make a good predetermined connection.

本発明の第6の態様は、第3〜第5の態様のいずれか一つに記載する電気計測装置において、前記開閉手段の負荷側において前記両端の相に流れる電流を電流検出手段で検出し、該電流検出手段で検出した電流と前記端子電圧に基づき前記負荷側に供給される電力および/またはその力率を演算するように、前記計測部を構成したことを特徴とする電気計測装置にある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the electrical measurement device according to any one of the third to fifth aspects, a current flowing through the phases at both ends on the load side of the switching means is detected by the current detection means. An electric measuring device comprising the measuring unit configured to calculate the power supplied to the load side and / or the power factor based on the current detected by the current detecting means and the terminal voltage is there.

本態様によれば、三相交流の電力および力率も簡単なシステムで高精度に検出することができる。   According to this aspect, the power and power factor of the three-phase alternating current can be detected with high accuracy with a simple system.

本発明の第7の態様は、第1〜第6の態様のいずれか一つに記載する電気計測装置において、前記端子から電気・光変換部に至る電線に抵抗値が異なる複数種類の電流制限抵抗を並列に接続するとともに、前記電流制限抵抗のいずれか一つをスイッチ手段で選択し得るように構成したことを特徴とする電気計測装置にある。   According to a seventh aspect of the present invention, in the electric measurement device according to any one of the first to sixth aspects, a plurality of types of current limiting, the resistance values of the electric wires extending from the terminal to the electric / optical conversion unit are different. An electrical measuring device is characterized in that a resistor is connected in parallel and any one of the current limiting resistors can be selected by a switch means.

本態様によれば、測定すべき開閉手段の端子の電圧に応じて電流制限抵抗を適宜選択することで、電気・光変換部以降の回路構成を変更することなく所定の電圧測定を行うことができる。   According to this aspect, by appropriately selecting the current limiting resistor according to the voltage of the terminal of the switching means to be measured, it is possible to perform a predetermined voltage measurement without changing the circuit configuration after the electrical / optical conversion unit. it can.

本発明によれば、マグネットプローブを介して端子に接続するようになっているので、開閉手段が活線状態であっても感電の心配はなく、安全に所定の接続作業をワンタッチで行うことができる。当該接続作業は、特に資格等は必要なく、誰でも簡単に行うことができる。また、電気・光変換部と光・電気変換部との間は光ファイバを介して電圧信号を伝送しているので、電磁雑音の影響を受けることもなく、特別な検出回路の必要がなく高精度の電圧測定が可能になる。検出回路が必要ないため別途電源を必要としない。   According to the present invention, since it is connected to the terminal via the magnet probe, there is no worry of electric shock even when the opening and closing means is in a live state, and a predetermined connection operation can be safely performed with one touch. it can. The connection work does not require any special qualifications and can be easily performed by anyone. In addition, the voltage signal is transmitted between the electrical / optical converter and the optical / electrical converter via an optical fiber, so it is not affected by electromagnetic noise and requires no special detection circuit. Accurate voltage measurement is possible. Since no detection circuit is required, no separate power supply is required.

すなわち、充電部を可及的に少なくすることができるので、活線状態であっても安全な電圧測定が可能となり安価になる。   That is, since the number of charged parts can be reduced as much as possible, safe voltage measurement is possible even in a live line state, and the cost is reduced.

本発明の第1の実施の形態に係る電気計測装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an electrical measuring device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る電気計測装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical measuring device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る電気計測装置のマグネットプローブを備える接続治具を開閉手段であるブレーカに装着した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state where a connection jig provided with a magnet probe of an electric measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention was attached to a breaker which is an opening-and-closing means. 図3に示す接続治具を示す三面図で、(a)が正面図、(b)がプローブ部分を一部切り欠いて示す右側面図、(c)がプローブ部分を一部切り欠いて示す底面図である。3A is a front view, FIG. 3B is a right side view of the probe portion cut out, and FIG. 3C is a cutaway view of the probe portion. It is a bottom view. 図3に示す接続治具における各相を構成するプローブの間隔を調整する位置調整機構を示す構造図である。FIG. 4 is a structural diagram showing a position adjusting mechanism that adjusts the interval between probes constituting each phase in the connecting jig shown in FIG. 3. 本発明の第3の実施の形態である三相交流の電力および力率を検出し得る電気計測装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric measuring device which can detect the electric power and power factor of three-phase alternating current which are the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電気計測装置を示す回路図である。同図に示すように、本形態に係る電気計測装置は、単相交流の端子間電圧を計測するもので、マグネットプローブ1A,1B、電気・光変換部2、光ファイバ3A,3B、光・電気変換部4および計測部5を有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electrical measuring apparatus according to the present embodiment measures a single-phase AC inter-terminal voltage, and includes magnet probes 1A and 1B, an electrical / optical conversion unit 2, optical fibers 3A and 3B, optical / optical An electric conversion unit 4 and a measurement unit 5 are included.

ここで、マグネットプローブ1A,1Bは、電源側と負荷側との開閉手段である例えばブレーカ(図1には図示せず)の負荷側の端子にマグネットの磁力により吸引されて接続される。さらに詳言すると、マグネットプローブ1A,1Bは、樹脂等の絶縁材料で形成した筒状部材の内部に永久磁石を固定したもので、永久磁石を介して導線であるリード線を端子に磁力で押圧することで端子との電気的な接続を確保するようにしたものである。電気・光変換部2は、マグネットプローブ1A,1Bを介して検出される端子電圧を表す電気信号を光信号に変換するもので、本形態では逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子2A,2Bで構成されている。この結果、電気・光変換素子2Aは単相交流電圧の正の半周期の間電流が供給されて点灯され、正の半周期に対応する電圧を表す光信号を照射する。一方、電気・光変換素子2Bは単相交流電圧の負の半周期の間電流が供給されて点灯され、負の半周期に対応する電圧を表す光信号を照射する。電気・光変換素子2Aが照射した光信号は光ファイバ3Aを介して、また電気・光変換素子2Bが照射した光信号は光ファイバ3Bを介して光・電気変換部4に伝送される。   Here, the magnet probes 1A and 1B are attracted and connected to a load-side terminal of, for example, a breaker (not shown in FIG. 1), which is an open / close means on the power source side and the load side, by the magnetic force of the magnet. More specifically, the magnet probes 1A and 1B are obtained by fixing a permanent magnet inside a cylindrical member formed of an insulating material such as a resin, and a lead wire as a lead wire is pressed against the terminal by a magnetic force through the permanent magnet. By doing so, the electrical connection with the terminal is ensured. The electrical / optical converter 2 converts an electrical signal representing a terminal voltage detected via the magnet probes 1A and 1B into an optical signal. In this embodiment, two electrical / optical converters connected in parallel in opposite directions are used. It is composed of light conversion elements 2A and 2B. As a result, the electrical / optical conversion element 2A is lit by being supplied with a current during the positive half cycle of the single-phase AC voltage, and irradiates an optical signal representing a voltage corresponding to the positive half cycle. On the other hand, the electrical / optical conversion element 2B is lit by being supplied with a current during the negative half cycle of the single-phase AC voltage, and irradiates an optical signal representing a voltage corresponding to the negative half cycle. The optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 2A is transmitted to the optical / electrical conversion unit 4 via the optical fiber 3A, and the optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 2B is transmitted via the optical fiber 3B.

光・電気変換部4は、光ファイバ3A,3Bから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換するもので、本形態では逆向きに並列に接続された2個の光・電気変換素子4A,4Bで構成されている。この結果、光・電気変換素子4Aには単相交流電圧の正の半周期の電圧に対応する光信号が供給されて電気信号に変換され、正の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する。一方、光・電気変換素子4Bは単相交流電圧の負の半周期の電圧に対応する光信号が供給されて点灯されて電気信号に変換され、負の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する。計測部5には、オペアンプ5A、フィードバック抵抗Rからなり、光・電気変換部4で変換された単相交流の正負それぞれに対応する電圧信号が供給される。この結果、前記ブレーカの端子間の電圧値が出力端子Voutを介して検出される。 The optical / electrical converter 4 converts optical signals emitted from the optical fibers 3A and 3B into electrical signals, respectively. In this embodiment, two optical / electrical conversion elements 4A, 4B. As a result, an optical signal corresponding to the positive half-cycle voltage of the single-phase AC voltage is supplied to the photoelectric conversion element 4A and converted into an electrical signal, and a voltage signal representing the voltage corresponding to the positive half-cycle is converted into an electric signal. Send it out. On the other hand, the optical / electrical conversion element 4B is supplied with an optical signal corresponding to the negative half-cycle voltage of the single-phase AC voltage, is turned on and converted into an electrical signal, and represents a voltage signal representing the voltage corresponding to the negative half-cycle. Is sent out. The measurement unit 5 includes an operational amplifier 5A and a feedback resistor Rf , and is supplied with voltage signals corresponding to the positive and negative of the single-phase alternating current converted by the optical / electrical conversion unit 4. As a result, the voltage value between the terminals of the breaker is detected via the output terminal Vout.

なお、本形態においてはマグネットプローブ1Aから電気・光変換部2に至る途中に電流制限抵抗Rが接続されており、電気・光変換素子2A,2Bに供給される電流を素子の許容電流以下に制限している。ここで、それぞれ抵抗値が異なる電流制限抵抗Rを複数個用意し、それぞれを並列に接続するとともに、いずれか一つをスイッチ手段で選択し得るように構成することもできる。このことにより測定すべき端子電圧に応じて電流制限抵抗Rの抵抗値を適宜選択することができ、電気・光変換部2以降の回路構成を変更することなく複数種類の電圧測定を行うことができる。かかる効果は、電流制限抵抗Rを可変抵抗とすることによっても実現し得る。   In the present embodiment, a current limiting resistor R is connected on the way from the magnet probe 1A to the electrical / optical conversion unit 2, and the current supplied to the electrical / optical conversion elements 2A and 2B is less than the allowable current of the element. Restricted. Here, it is also possible to prepare a plurality of current limiting resistors R each having a different resistance value, connect them in parallel, and select one of them by switch means. As a result, the resistance value of the current limiting resistor R can be appropriately selected according to the terminal voltage to be measured, and a plurality of types of voltage measurements can be performed without changing the circuit configuration after the electrical / optical converter 2. it can. Such an effect can also be realized by making the current limiting resistor R a variable resistor.

上述の如き本形態によれば、マグネットプローブ1A,1Bをブレーカの負荷側の端子に磁力により吸着させるだけで、ワンタッチの装着により所定の電圧測定が可能になる。このとき、ブレーカが活線状態にあっても、感電の心配なく接続作業を行い得るばかりでなく、電気・光変換部2および光・電気変換部4間が光ファイバ3A,3Bで接続されているので、充電部が露出されることはなく、また電磁雑音の影響を受けることもない。   According to the present embodiment as described above, a predetermined voltage can be measured by one-touch mounting by simply attracting the magnet probes 1A and 1B to the load-side terminals of the breaker by magnetic force. At this time, even if the breaker is in a live state, not only can the connection work be performed without worrying about electric shock, but also the electrical / optical conversion unit 2 and the optical / electrical conversion unit 4 are connected by the optical fibers 3A and 3B. Therefore, the charged part is not exposed and is not affected by electromagnetic noise.

<第2の実施の形態>
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る電気計測装置を示す回路図である。同図に示すように、本形態に係る電気計測装置は、三相交流の端子間電圧を測定するもので、u,v,wの各相に対応するマグネットプローブ(図2には図示せず)、電気・光変換部12,13、光ファイバ14A,14B,15A,15B、光・電気変換部16,17、計測部18,19を有する。ここで、電気・光変換部12は、マグネットプローブを介して検出されるu相およびv相間の端子電圧を表す電気信号を光信号に変換するもので、本形態では逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子12A,12Bで構成されている。この結果、電気・光変換素子12Aは三相交流におけるuv相間の正の半周期の間電流が供給されて点灯され、正の半周期に対応する電圧を表す光信号を照射する。一方、電気・光変換素子12Bは三相交流におけるuv相の負の半周期の間電流が供給されて点灯され、負の半周期に対応する電圧を表す光信号を照射する。同様に、電気・光変換部13は、マグネットプローブを介して検出されるw相およびv相間の端子電圧を表す電気信号を光信号に変換するもので、逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子13A,13Bで構成されている。この結果、電気・光変換素子13Aでは三相交流におけるwv相間の正の半周期に対応する電圧を表す光信号が照射され、電気・光変換素子13Bでは三相交流におけるwv相の負の半周期に対応する電圧を表す光信号が照射される。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electrical measuring device according to the present embodiment measures a voltage between terminals of a three-phase alternating current, and magnet probes (not shown in FIG. 2) corresponding to each phase of u, v, and w. ), Electrical / optical conversion units 12, 13, optical fibers 14A, 14B, 15A, 15B, optical / electrical conversion units 16, 17, and measurement units 18, 19. Here, the electrical / optical conversion unit 12 converts an electrical signal representing a terminal voltage between the u-phase and the v-phase detected via the magnet probe into an optical signal, and is connected in parallel in the reverse direction in this embodiment. It is composed of two electric / optical conversion elements 12A and 12B. As a result, the electrical / optical conversion element 12A is lit with a current supplied during the positive half cycle between the uv phases in the three-phase alternating current, and irradiates an optical signal representing a voltage corresponding to the positive half cycle. On the other hand, the electrical / optical conversion element 12B is lit by being supplied with a current during the negative half cycle of the uv phase in the three-phase alternating current, and irradiates an optical signal representing a voltage corresponding to the negative half cycle. Similarly, the electrical / optical converting unit 13 converts an electrical signal representing a terminal voltage between the w-phase and the v-phase detected via a magnet probe into an optical signal, and is connected in parallel in two opposite directions. The electrical / optical conversion elements 13A and 13B are used. As a result, the electrical / optical conversion element 13A is irradiated with an optical signal representing a voltage corresponding to the positive half cycle between the wv phases in the three-phase alternating current, and the electrical / optical conversion element 13B is the negative half of the wv phase in the three-phase alternating current. An optical signal representing a voltage corresponding to the period is irradiated.

電気・光変換素子12Aが照射した光信号は光ファイバ14Aを介して、また電気・光変換素子12Bが照射した光信号は光ファイバ14Bを介して光・電気変換部16に伝送される。同様に、電気・光変換素子13Aが照射した光信号は光ファイバ15Aを介して、また電気・光変換素子13Bが照射した光信号は光ファイバ15Bを介して光・電気変換部17に伝送される。光・電気変換部16は、光ファイバ14A,14Bから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換するもので、本形態では逆向きに並列に接続された2個の光・電気変換素子16A,16Bで構成されている。この結果、光・電気変換素子16Aにはuv端子間電圧の正の半周期の電圧に対応する光信号が供給されて電気信号に変換され、正の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する。一方、光・電気変換素子16Bにはuv端子間電圧の負の半周期の電圧に対応する光信号が供給されて電気信号に変換され、負の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する。同様に、光・電気変換素子17Aはwv端子間電圧の正の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する一方、光・電気変換素子17Bはwv端子間電圧の負の半周期に対応する電圧を表す電圧信号を送出する。   The optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 12A is transmitted to the optical / electrical conversion unit 16 via the optical fiber 14A, and the optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 12B is transmitted via the optical fiber 14B. Similarly, the optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 13A is transmitted to the optical / electrical conversion unit 17 via the optical fiber 15A, and the optical signal irradiated by the electrical / optical conversion element 13B is transmitted via the optical fiber 15B. The The optical / electrical converter 16 converts the optical signals emitted from the optical fibers 14A and 14B into electrical signals, respectively. In this embodiment, the two optical / electrical converters 16A, 16B. As a result, the optical signal corresponding to the positive half-cycle voltage of the uv terminal voltage is supplied to the photoelectric conversion element 16A and converted into an electrical signal, and a voltage signal representing the voltage corresponding to the positive half-cycle is obtained. Send it out. On the other hand, an optical signal corresponding to the negative half-cycle voltage of the uv terminal voltage is supplied to the photoelectric conversion element 16B, converted into an electrical signal, and a voltage signal representing the voltage corresponding to the negative half-cycle is sent out. To do. Similarly, the photoelectric conversion element 17A sends a voltage signal representing a voltage corresponding to the positive half cycle of the voltage between the wv terminals, while the photoelectric conversion element 17B corresponds to the negative half cycle of the voltage between the wv terminals. A voltage signal representing the voltage to be transmitted is transmitted.

計測部18は、オペアンプ18A、フィードバック抵抗Rf1、コンデンサC1からなる。かくして計測部18には、光・電気変換部16で変換されたuv端子間の電圧を表す電圧信号が供給される。この結果、uv端子間の電圧値がコンデンサC3および出力端子Voutを介して検出される。一方、計測部19は、オペアンプ19A、フィードバック抵抗Rf2からなる。かくして計測部19には、光・電気変換部17で変換されたwv端子間の電圧を表す電圧信号が供給される。この結果、wv端子間の電圧値がコンデンサC4および出力端子Voutを介して検出される。 The measurement unit 18 includes an operational amplifier 18A, a feedback resistor R f1 , and a capacitor C1. Thus, the voltage signal representing the voltage between the uv terminals converted by the optical / electrical converter 16 is supplied to the measuring unit 18. As a result, the voltage value between the uv terminal is detected through a capacitor C3 and an output terminal Vout 1. On the other hand, the measurement unit 19 includes an operational amplifier 19A and a feedback resistor Rf2 . Thus, the voltage signal representing the voltage between the wv terminals converted by the optical / electrical converter 17 is supplied to the measuring unit 19. As a result, the voltage value between wv terminal is detected through a capacitor C4 and the output terminal Vout 2.

なお、本形態においてはu相端子から電気・光変換部12に至る途中、およびw相端子から電気・光変換部13に至る途中に電流制限抵抗RUV,RWVが接続されており、電気・光変換素子12A,12Bおよび電気・光変換素子13A,13Bに供給される電流を素子の許容電流以下に制限している。ここで、それぞれ抵抗値が異なる電流制限抵抗RUV,RWVをそれぞれ複数個づつ用意し、それぞれを並列に接続するとともに、いずれか一つをスイッチ手段でそれぞれ選択し得るように構成することもできる。このことにより測定すべき端子電圧に応じて電流制限抵抗RUV,RWVの抵抗値を適宜選択することができ、電気・光変換部12,13以降の回路構成を変更することなく複数種類の電圧測定を行うことができる。かかる効果は、電流制限抵抗RUV,RWVをそれぞれ可変抵抗とすることによっても実現し得る。 In this embodiment, current limiting resistors R UV and R WV are connected on the way from the u-phase terminal to the electrical / optical converter 12 and on the way from the w-phase terminal to the electrical / optical converter 13. The current supplied to the light conversion elements 12A and 12B and the electric / light conversion elements 13A and 13B is limited to the allowable current of the elements or less. Here, it is also possible to prepare a plurality of current limiting resistors R UV and R WV each having a different resistance value, connect them in parallel, and select either one by the switch means. it can. As a result, the resistance values of the current limiting resistors R UV and R WV can be appropriately selected according to the terminal voltage to be measured, and a plurality of types can be obtained without changing the circuit configuration after the electrical / optical converters 12 and 13. Voltage measurements can be made. Such an effect can also be realized by making the current limiting resistors R UV and R WV variable.

図3は本形態におけるマグネットプローブを備える接続治具を開閉手段であるブレーカに装着した状態で示す斜視図、図4は、図3に示す接続治具を示す三面図で、(a)が正面図、(b)がプローブ部分を一部切り欠いて示す右側面図、(c)がプローブ部分を一部切り欠いて示す底面図である。   FIG. 3 is a perspective view showing a connection jig provided with a magnet probe according to the present embodiment in a state where the connection jig is mounted on a breaker as an opening / closing means. FIG. 4 is a three-view diagram showing the connection jig shown in FIG. FIG. 4B is a right side view showing the probe portion with a part cut away, and FIG. 4C is a bottom view showing the probe portion with a part cut away.

これらの図に示すように、本形態における開閉手段であるブレーカ21はレバー21Aを回動することにより電源側Iと負荷側IIとの間を電気的に開閉するスイッチであり、その負荷側IIには、端子台21Bが形成されている。端子台21Bには三相交流のuvwの各相に対応する測定端子用ネジ部22u、22v、22wが螺合されている。従来は、測定端子用ネジ部22u、22v、22wに電圧測定用のリード線を接続するか、またはワニ口クリップを噛ませることにより測定装置との間を接続して所定の三相交流電圧を計測していた。   As shown in these drawings, the breaker 21 serving as the opening / closing means in the present embodiment is a switch that electrically opens and closes between the power source side I and the load side II by rotating the lever 21A. A terminal block 21B is formed. Measurement terminal screw portions 22u, 22v, and 22w corresponding to respective phases of the three-phase AC uvw are screwed to the terminal block 21B. Conventionally, a lead wire for voltage measurement is connected to the measurement terminal screw portions 22u, 22v, 22w, or a predetermined three-phase AC voltage is generated by connecting a measuring device by biting an alligator clip. I was measuring.

これに対し、本形態では接続治具20を用いて所定の三相交流電圧を検出するようになっている。さらに詳言すると、本形態における接続治具20は、uvw相に対応させた三本のプローブ23,24,25と、各プローブ23〜25の基端部が固定されている筐体26を有している。ここで、筐体26にはプローブ23〜25を、下方に突出させて固定してある。各プローブ23〜25は、先端が開口部となっている絶縁材料の筒状部材23A,24A,25Aを有しており、筒状部材23A〜25Aの各開口部の先端を測定端子用ネジ部22u,22v,22wに挿入することにより当該接続治具20をブレーカ21に装着するようになっている。   On the other hand, in this embodiment, a predetermined three-phase AC voltage is detected using the connection jig 20. More specifically, the connection jig 20 in this embodiment has three probes 23, 24, and 25 corresponding to the uvw phase and a casing 26 to which the base ends of the probes 23 to 25 are fixed. doing. Here, the probes 23 to 25 are fixed to the housing 26 so as to protrude downward. Each probe 23-25 has cylindrical members 23A, 24A, and 25A made of an insulating material having an opening at the tip, and the tip of each opening of the cylindrical members 23A to 25A is a measurement terminal screw portion. The connection jig 20 is attached to the breaker 21 by being inserted into 22u, 22v, and 22w.

本形態においては、三本のプローブ23〜25のうち、中央のv相のプローブ24のみがマグネットプローブとなっている。すなわち、測定端子用ネジ部22vに磁力により固着されるマグネット24Bを有している。両側のu相およびw相のプローブ23,25は、プローブ24が磁力で測定端子用ネジ部22u,22w側に吸引されることにより筒状部材23A,25Aの開口部側に向かうバネ23C,25Cによるバネ力により先端部の鉄片23B,25Bが測定端子用ネジ部22u,22wに当接されて電気的な接続が確保される。すなわち、本形態では中央のv相のプローブ24における強力な磁力で、各プローブ23〜25を介して接続治具20がブレーカ21の測定端子用ネジ部22u,22v,22wにワンタッチで装着される。なお、ここでプローブ23〜25のすべてをマグネットプローブで構成しても、勿論構わない。   In this embodiment, of the three probes 23 to 25, only the center v-phase probe 24 is a magnet probe. That is, it has the magnet 24B fixed to the measurement terminal screw portion 22v by a magnetic force. The u-phase and w-phase probes 23 and 25 on both sides are springs 23C and 25C directed toward the opening portions of the cylindrical members 23A and 25A when the probe 24 is attracted to the measurement terminal screw portions 22u and 22w by the magnetic force. Due to the spring force, the iron pieces 23B and 25B at the front end are brought into contact with the measurement terminal screw portions 22u and 22w, thereby ensuring electrical connection. That is, in this embodiment, the connecting jig 20 is attached to the measurement terminal screw portions 22u, 22v, and 22w of the breaker 21 with one touch through the probes 23 to 25 by the strong magnetic force in the center v-phase probe 24. . Of course, all of the probes 23 to 25 may be constructed of magnet probes.

本形態において、図2に示す電気・光変換部12,13は筐体26の内部に収納されている。したがって、光ファイバ14A,14B,15A,15Bは、図示はしないが筐体26の上面から引き出され、光・電気変換部16,17に向けて光信号を伝送するようになっている。   In this embodiment, the electrical / optical conversion units 12 and 13 shown in FIG. Therefore, although not shown, the optical fibers 14A, 14B, 15A, and 15B are pulled out from the upper surface of the housing 26 and transmit optical signals toward the optical / electrical converters 16 and 17.

また、本形態においては、隣接するプローブ23,24,25間の間隔は、測定端子用ネジ部22u,22v,22w間の間隔に合わせて調整可能となっている。   In this embodiment, the interval between the adjacent probes 23, 24, 25 can be adjusted according to the interval between the measurement terminal screw portions 22u, 22v, 22w.

図5は、図3に示す接続治具における各相を構成するプローブの間隔を調整する位置調整機構を示す構造図である。同図は筐体26の内部を正面側から見た図である。同図に示すように、両端の相であるu相およびw相のプローブ23,25は、レバー27,28のそれぞれの先端部に取り付けられている。レバー27,28の基端部はピン29に回動可能に取り付けられている。また、ピン29は、三相交流の中央の相であるv相のプローブ24の中心を通る中心線CL上を移動可能に形成されている。ここで、ピン29は中心線CLに沿う長孔30に位置を規制されて図5中の上下方向に移動可能に形成してある。一方、プローブ23,25は、スライド部材31A,31Bに図中上下方向の位置を規制されつつ中心線CLに直交する方向に移動するように構成してある。   FIG. 5 is a structural diagram showing a position adjusting mechanism for adjusting the interval between the probes constituting each phase in the connecting jig shown in FIG. The figure is a view of the inside of the housing 26 as seen from the front side. As shown in the figure, u-phase and w-phase probes 23 and 25 that are phases at both ends are attached to the tip portions of levers 27 and 28, respectively. The base end portions of the levers 27 and 28 are rotatably attached to the pin 29. The pin 29 is formed so as to be movable on a center line CL passing through the center of the v-phase probe 24 that is the center phase of the three-phase alternating current. Here, the pin 29 is formed so as to be movable in the vertical direction in FIG. On the other hand, the probes 23 and 25 are configured to move in a direction orthogonal to the center line CL while being restricted by the slide members 31A and 31B in the vertical direction in the figure.

かくして図5(a)に示すプローブ23,25の間隔が最小になった状態から、図5(b)に示すプローブ23,25の間隔が最大になるまで、中心線CLに直交する方向において同量づつ連続的にプローブ23,25を移動させて、中央のv相のプローブ24に対するu相およびw相のプローブ23,25の相対位置を調整する。このことによりuvw相の相間隔を、ブレーカ21の測定端子用ネジ部22u,22v,22wの間隔に合わせて調整することができる。   Thus, from the state where the distance between the probes 23 and 25 shown in FIG. 5A is minimized, the distance between the probes 23 and 25 shown in FIG. 5B is maximized in the direction perpendicular to the center line CL. The probes 23 and 25 are continuously moved by a certain amount to adjust the relative positions of the u-phase and w-phase probes 23 and 25 with respect to the central v-phase probe 24. Thereby, the phase interval of the uvw phase can be adjusted in accordance with the intervals of the measurement terminal screw portions 22u, 22v, 22w of the breaker 21.

プローブ23,24,25の相互の間隔が測定端子用ネジ部22u,22v,22wの間隔に合わせてあれば、図5に示すようなプローブ23,25の位置調整機構は必ずしも必要ではないが、本形態の如く調整可能に形成することにより、測定端子用ネジ部22u,22v,22wの間隔が変化しても、これに柔軟に対応させて良好な所定の接続を行うことができる。すなわち、複数種類の開閉手段に共通に適用し得る汎用性の高い接続治具となる。また、uvw相のプローブ23,24,25の相対的な位置関係が規定されているので、相を間違えてプローブ23〜25を取付ける等の作業ミスも未然に防止し得る。   As long as the distance between the probes 23, 24, and 25 matches the distance between the measurement terminal screw portions 22u, 22v, and 22w, the position adjusting mechanism for the probes 23 and 25 as shown in FIG. By forming it so as to be adjustable as in this embodiment, even if the intervals between the measurement terminal screw portions 22u, 22v, and 22w change, it is possible to flexibly cope with this and to make a good predetermined connection. That is, it becomes a highly versatile connection jig that can be commonly applied to a plurality of types of opening / closing means. In addition, since the relative positional relationship between the probes 23, 24, and 25 in the uvw phase is defined, it is possible to prevent work mistakes such as attaching the probes 23 to 25 with wrong phases.

なお、本形態においてはプローブ23,25の位置を調整可能に構成することで、複数種類のブレーカ21に共通に適用し得る汎用性の高い接続治具20とすることができるが、位置調整機構は必ずしも必要ではない。この場合でもuvw相のプローブ23,24,25の相対的な位置関係を規定してやれば相を間違えてプローブ23〜25を取付ける等の作業ミスは防止し得る。   In the present embodiment, by configuring the positions of the probes 23 and 25 to be adjustable, a highly versatile connection jig 20 that can be commonly applied to a plurality of types of breakers 21 can be provided. Is not necessarily required. Even in this case, if the relative positional relationship between the probes 23, 24, and 25 in the uvw phase is defined, it is possible to prevent an operation error such as attaching the probes 23 to 25 with the wrong phases.

上述の如き本形態によれば、プローブ23,24,25を介して接続治具20をブレーカ21の負荷側の端子である測定端子用ネジ部22u,22v,22wに磁力により接続するだけで、ワンタッチの装着により所定の電圧測定が可能になる。このとき、ブレーカ21が活線状態にあっても、感電の心配なく接続作業を行い得るばかりでなく、電気・光変換部12,13および光・電気変換部16,17間が光ファイバ14A,14B,15A,15Bで接続されているので、充電部が露出されることはなく、また電磁雑音の影響を受けることもない。   According to the present embodiment as described above, the connection jig 20 is simply connected to the measurement terminal screw portions 22u, 22v, and 22w, which are terminals on the load side of the breaker 21, via the probes 23, 24, and 25 by magnetic force. Predetermined voltage measurement becomes possible by mounting with one touch. At this time, even if the breaker 21 is in a live line state, not only can the connection work be performed without worrying about electric shock, but also the optical fiber 14A, between the electrical / optical conversion units 12, 13 and the optical / electrical conversion units 16, 17 can be connected. Since it is connected by 14B, 15A, 15B, the charged part is not exposed and is not affected by electromagnetic noise.

<第3の実施の形態>
図6は、本発明の第3の実施の形態である三相交流の電力および力率を検出し得る電気計測装置を示す回路図である。同図に示すように、本形態は図2〜図5に示す三相交流の電圧測定に用いる電気計測装置に電力の演算機能を追加したものである。そこで、図2〜図5と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。図6に示すように、本形態においては、ブレーカ21の負荷側においてu相およびw相に流れる電流I1,I2を電流検出器CT1,CT2で検出する。一方、uv相間の電圧V1およびwv相間の電圧V2は、接続治具20を介して光ファイバ14A,14B,15A,15Bに供給された光信号に基づき光・電気変換部16,17および計測部18,19で検出される。演算処理部32では、電圧V1,V2および電流I1,I2に基づき所定の演算を行うことにより負荷側の消費電力および力率を演算する。具体的には、三相電力Pおよび三相力率cosφを次式により演算する。
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a circuit diagram showing an electrical measuring apparatus capable of detecting the power and power factor of the three-phase alternating current according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, an electric power calculation function is added to the electric measurement device used for the three-phase AC voltage measurement shown in FIGS. Therefore, the same parts as those in FIGS. 2 to 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, currents I1 and I2 flowing in the u phase and the w phase on the load side of the breaker 21 are detected by the current detectors CT1 and CT2. On the other hand, the voltage V1 between the uv phases and the voltage V2 between the wv phases are based on the optical signals supplied to the optical fibers 14A, 14B, 15A, and 15B via the connection jig 20, and the optical / electrical converters 16 and 17 and the measurement unit. 18 and 19 are detected. The arithmetic processing unit 32 calculates the power consumption and power factor on the load side by performing a predetermined calculation based on the voltages V1 and V2 and the currents I1 and I2. Specifically, the three-phase power P and the three-phase power factor cosφ are calculated by the following equations.

P=V1・I1・cosφ1+V2・I2・cosφ2
cosφ=P/√3・V・I
P = V1, I1, cos φ1 + V2, I2, cos φ2
cosφ = P / √3 · V · I

本形態によれば、所定の電流情報を追加するだけで三相交流の電力および力率も簡単なシステムで高精度に検出することができる。   According to this embodiment, the power and power factor of the three-phase alternating current can be detected with high accuracy by simply adding predetermined current information.

<他の実施の形態>
上記実施の形態では逆並列に接続した電気・光変換素子2A,2B,12A,12B,
13A,13Bを用いて一方向の電流のみならず逆方向の電流に基づく電圧情報も検出し、それぞれを光信号に変換して光ファイバ3A,3B,14A,14B,15A,15Bで伝送するようにしたが、これに限るものではない。原理的には、正側または負側のいずれか一方の電圧を検出することでも同様の目的は達成し得る。半波に基づく電圧を2倍すれば良い。ただ、半波になるので測定精度は低下する。その代わり光ファイバ3A,3B,14A,14B,15A,15Bの本数は半分で済む、その分のコストは低減し得る。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the electrical / optical conversion elements 2A, 2B, 12A, 12B, connected in reverse parallel
13A and 13B are used to detect not only current in one direction but also voltage information based on current in the reverse direction, so that each is converted into an optical signal and transmitted through optical fibers 3A, 3B, 14A, 14B, 15A, and 15B. However, it is not limited to this. In principle, the same object can be achieved by detecting either the positive side voltage or the negative side voltage. What is necessary is just to double the voltage based on a half wave. However, since it becomes a half wave, the measurement accuracy decreases. Instead, the number of optical fibers 3A, 3B, 14A, 14B, 15A, and 15B is halved, and the cost can be reduced.

また、上記実施の形態における電力および力率は三相交流電力に関して説明したが、上記第1の実施形態において検出する電圧情報と電流情報とを組み合わせれば、単相交流の電力および力率を検出し得ることは論を俟たない。すなわち、図1の出力端子Voutを介して得られる電圧(V)と単相負荷回路(図示せず)の電流情報として得られる電流(I)に基づき下記の式により単相電力Pおよび単相力率cosφを演算すればよい。 Moreover, although the electric power and power factor in the said embodiment were demonstrated regarding the three-phase alternating current power, if the voltage information detected in the said 1st embodiment and current information are combined, the electric power and power factor of a single phase alternating current will be obtained. There is no doubt that it can be detected. That is, based on the voltage (V) obtained via the output terminal Vout of FIG. 1 and the current (I) obtained as current information of the single-phase load circuit (not shown), the single-phase power P 0 and the single-phase power P The power factor cosφ may be calculated.

=V・I・cosφ
cosφ=P/V・I
P 0 = V · I · cosφ
cosφ = P 0 / V · I

本発明は工場等において電力情報等に基づき電気設備の保守・管理を行う産業分野で利用して有用なものである。   The present invention is useful in an industrial field where maintenance and management of electrical equipment is performed based on power information or the like in a factory or the like.

I 電源側
II 負荷側
1A,1B マグネットプローブ
2,12,13 電気・光変換部
3A,3B,14A,14B,15A,15B 光ファイバ
4,16,17 光・電気変換部
5,18,19 計測部
20 接続治具
21 ブレーカ
23,24,25 プローブ
I Power supply side
II Load side 1A, 1B Magnet probe 2, 12, 13 Electrical / optical converter 3A, 3B, 14A, 14B, 15A, 15B Optical fiber 4, 16, 17 Optical / electrical converter 5, 18, 19 Measuring unit 20 Connection Jig 21 Breaker 23, 24, 25 Probe

Claims (7)

電源側と負荷側との間に接続されて両者間の回路を開閉する開閉手段の一方側の端子にマグネットの磁力により吸引されて接続されるマグネットプローブと、
前記マグネットプローブを介して検出される端子電圧を表す電気信号を光信号に変換する電気・光変換部と、
一方の端面から入射される前記光信号を伝搬させる光ファイバと、
前記光ファイバの他方の端面から出射される前記光信号を電気信号に変換する光・電気変換部と、
変換された前記電気信号に基づき前記端子電圧を計測する計測部とを有することを特徴とする電気計測装置。
A magnet probe connected between a power source side and a load side and attracted and connected to a terminal on one side of an opening / closing means for opening and closing a circuit between the two;
An electrical / optical converter that converts an electrical signal representing a terminal voltage detected via the magnet probe into an optical signal;
An optical fiber for propagating the optical signal incident from one end face;
An optical / electrical converter that converts the optical signal emitted from the other end face of the optical fiber into an electrical signal;
An electrical measurement apparatus comprising: a measurement unit that measures the terminal voltage based on the converted electrical signal.
請求項1に記載する電気計測装置において、
前記回路は単相交流回路であり、
前記電気・光変換部は逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子を有するとともに、
前記光ファイバは2個の前記電気・光変換素子が出力する光信号をそれぞれ伝送するよう2本で構成されており、
さらに前記光・電気変換部は逆向きに並列に接続された2個の光・電気変換素子を有するとともに、前記各光ファイバから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換し、
前記計測部は、供給される2種類の電気信号に基づき前記単相回路のプラス側およびマイナス側のピーク間電圧に基づく前記端子電圧を計測するものであることを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to claim 1,
The circuit is a single-phase AC circuit;
The electrical / optical conversion unit has two electrical / optical conversion elements connected in parallel in opposite directions,
The optical fiber is composed of two optical signals that respectively transmit optical signals output by the two electric / optical conversion elements,
Furthermore, the optical / electrical conversion unit has two optical / electrical conversion elements connected in parallel in opposite directions, and converts the optical signals emitted from the optical fibers into electrical signals,
The measurement unit is configured to measure the terminal voltage based on a plus-side and minus-side peak-to-peak voltage of the single-phase circuit based on two types of supplied electric signals.
請求項1に記載する電気計測装置において、
前記回路は三相交流回路であり、
前記光・電気変換部は、前記開閉手段の2個一組の端子間の電圧を計測するよう逆向きに並列に接続された2個の電気・光変換素子の2組を有するとともに、
前記光ファイバは2組の前記電気・光変換素子が出力する光信号をそれぞれ伝送するよう4本で構成されており、
前記光・電気変換部は前記各光ファイバから出射される光信号をそれぞれ電気信号に変換して2組の電気信号を生成し、
前記計測部は、供給される2種類かつ2組の電気信号に基づき前記三相回路の前記2組の各端子電圧を計測するものであることを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to claim 1,
The circuit is a three-phase AC circuit;
The light / electricity conversion unit has two sets of two electric / light conversion elements connected in parallel in opposite directions so as to measure a voltage between a pair of terminals of the opening / closing means,
The optical fiber is composed of four wires for transmitting optical signals output by the two sets of the electric / optical conversion elements,
The optical / electrical converter converts optical signals emitted from the optical fibers into electrical signals to generate two sets of electrical signals,
The measurement unit is configured to measure the two sets of terminal voltages of the three-phase circuit based on two types and two sets of supplied electrical signals.
請求項3に記載する電気計測装置において、
マグネットプローブは、両端の相のプローブが、中央の相のプローブに対して所定の間隔を保持するように位置規制されていることを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to claim 3,
The magnetic measuring device is characterized in that the position of the phase probes at both ends is regulated so as to maintain a predetermined distance from the center phase probe.
請求項4に記載する電気計測装置において、
前記両端の相のプローブは、前記中央の相の中心を通る中心線上を移動可能に形成されたピンに基端部が回動可能に取り付けられた2本のレバーのそれぞれの先端部に取り付けられるとともに、スライド部材に位置を規制されつつ前記中心線に直交する方向に移動して前記中央の相に対する相対位置が調整可能に形成されていることを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to claim 4,
The phase probes at both ends are attached to the respective tip portions of two levers whose base end portions are rotatably attached to pins formed to be movable on a center line passing through the center of the center phase. In addition, the electrical measuring device is formed so that the relative position with respect to the central phase can be adjusted by moving in a direction orthogonal to the center line while the position is regulated by the slide member.
請求項3〜請求項5のいずれか一つに記載する電気計測装置において、
前記開閉手段の負荷側において前記両端の相に流れる電流を電流検出手段で検出し、該電流検出手段で検出した電流と前記端子電圧に基づき前記負荷側に供給される電力および/またはその力率を演算するように、前記計測部を構成したことを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to any one of claims 3 to 5,
Electric current supplied to the load side based on the current detected by the current detection means and the terminal voltage is detected by the current detection means on the load side of the switching means, and / or its power factor. An electric measuring device, wherein the measuring unit is configured to calculate
請求項1〜請求項6のいずれか一つに記載する電気計測装置において、
前記端子から電気・光変換部に至る電線に抵抗値が異なる複数種類の電流制限抵抗を並列に接続するとともに、前記電流制限抵抗のいずれか一つをスイッチ手段で選択し得るように構成したことを特徴とする電気計測装置。
In the electric measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of types of current limiting resistors having different resistance values are connected in parallel to the electric wire extending from the terminal to the electrical / optical conversion unit, and any one of the current limiting resistors can be selected by a switch means. An electrical measuring device characterized by.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020109398A (en) * 2018-12-28 2020-07-16 パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド Partial discharge detector
IT202200000380A1 (en) * 2022-01-12 2022-04-12 Pierluigi Lorenzi SELF-LOCKING SMART CLIP TERMINAL WITH INSULATED SPRING JAW, FOR THE NON-INVASIVE CONNECTION OF THE VOLTMETRIC DETECTION CABLES OF ANY MEASUREMENT INSTRUMENT, CHARACTERIZED BY A SIMPLE PRESSURE CONTACT ON THE TIGHTENING SCREWS STANDARD ELECTRICAL COMPONENT CABLES FOR DIN RAIL

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