JP2017106819A - 電流波形測定装置、及び、電流波形測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的に交流電流を測定することができる電流波形測定装置、及び、電流波形測定方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、電流波形測定装置は、接触ゼロクロス検出部と、非接触ゼロクロス検出部と、測定部と、電流測定開始タイミング算出部と、電流測定部と、を備える。測定部は、前記接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングと前記非接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングとに基づいて前記非接触電圧プローブで測定される電圧の遅れ時間を測定する。電流測定開始タイミング算出部は、前記遅れ時間と前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記交流電流の測定を開始させるトリガを出力する。電流測定部は、前記電流測定開始タイミング算出部が前記トリガを出力すると、前記交流電流の測定を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、交流電圧が印加された電線間に接続された負荷を流れる交流電流を測定する電流波形測定装置、及び、電流波形測定方法に関する。

分電盤などの一次側を流れる電流波形から、分電盤などの配下に接続された機器の運転状態又は消費電力などを推定する技術がある。当該技術は、事前に機器毎の電流波形（教師データ）を取得して、これらの教師データと分電盤などを流れる電流波形とを比較／分析する。当該技術は、比較／分析結果に基づいて、分電盤などを流れる電流波形の中に各機器の波形が含まれるか否かを判定する。

従って、高精度に機器の運転状況又は消費電力などを推定するためには、分電盤などから電流波形を正確に取得する必要がある。特に、分電盤からの電流波形の測定のタイミングがずれると測定された電流波形の位相がずれるため、精度低下を招く。

特開２０１５−０２１７４３号公報

電流波形を測定する従来技術としては、特許文献１のように、容量性電圧プローブで測定した電圧ゼロクロスタイミングをトリガとして、測定対象の電流波形が流れる電線に設置されるカレントトランスでの測定を開始するというものがある。

しかしながら、容量性電圧プローブの取り付け状態が変化すると、電線と容量性電圧プローブとの間の静電容量が変化し、測定された電圧波形に位相の変化が生じる。その結果、電圧ゼロクロスタイミングが変化し、電流測定の開始タイミングにずれが生じる。従って、測定された電圧波形の位相が変化する。そのため、教師データを取得してから容量性電圧プローブを一度電線から取り外して設置し直した場合、教師データと測定された電流波形との間の位相差によって、機器の運転状態又は消費電力などの推定精度が低下する。

上記の課題を解決するために、効果的に交流電流を測定することができる電流波形測定装置、及び、電流波形測定方法を提供する。

実施形態によれば、交流電流を測定する電流波形測定装置は、接触ゼロクロス検出部と、非接触ゼロクロス検出部と、測定部と、電流測定開始タイミング算出部と、電流測定部と、を備える。接触ゼロクロス検出部は、前記交流電流が流れる電線に接触して電圧を測定する接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出する。非接触ゼロクロス検出部は、前記交流電流が流れる電線に接触せずに電圧を測定する非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出する。測定部は、前記接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングと前記非接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングとに基づいて前記非接触電圧プローブで測定される電圧の遅れ時間を測定する。電流測定開始タイミング算出部は、前記遅れ時間と前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記交流電流の測定を開始させるトリガを出力する。電流測定部は、前記電流測定開始タイミング算出部が前記トリガを出力すると、前記交流電流の測定を開始する。

実施形態によれば、電流波形測定装置は、測定される電流波形の位相ズレを防止することができる。その結果、電流波形測定装置は、効果的に交流電流を測定することができる。

図１は、第１実施形態に係る電流波形測定装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る電流波形測定装置の各部で測定される電圧及び電流の例を示す。 図３は、第２実施形態に係る電流波形測定装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、第２実施形態に係る電流波形測定装置の各部で測定される電圧及び電流の例を示す。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
実施形態に係る電流波形測定装置は、電線対に流れる交流電流を測定する。電流波形測定装置は、電線対間の電圧を測定し、電流を測定する。電流波形測定装置は、たとえば、分電盤の一次側が出力する電流を測定する。なお、電流波形測定装置が測定する対象は、特定の対象に限定されるものではない。

図１は、第１実施形態に係る電流波形測定装置１０の構成例を示すブロック図である。
ここでは、電流波形測定装置１０は、２つの電線から構成される電線対１に流れる電流を測定するものとする。電線対１を構成する電線は、導電部の周囲を絶縁体で覆う構造である。

図１が示すように、電流波形測定装置１０は、処理部１００、接触電圧プローブ１３０、非接触電圧プローブ１４０及びカレントトランス１５０などを備える。

接触電圧プローブ１３０は、電線対１の導体部に接続する。接触電圧プローブ１３０は、電線対１に生じる電圧を処理部１００に導く。接触電圧プローブ１３０は、２つのプローブから構成され、電線対１を構成する２つの電線の導電部にそれぞれ接続する。

非接触電圧プローブ１４０は、電線対１に接触せずに、電線対１に生じる電圧を測定する。たとえば、非接触電圧プローブ１４０は、容量性電圧プローブである。即ち、非接触電圧プローブ１４０は、電線対１の電線を取り囲むようにクランプできる筒状本体の内部に電線との間の電気容量を介して誘電的に電圧を検出できる測定電極を備える構造である。非接触電圧プローブ１４０は、２つのプローブから構成され、電線対１を構成する２つの電線の絶縁体上にそれぞれ設置される。

カレントトランス１５０は、電線対１に流れる電流を測定する。カレントトランス１５０は、たとえば、強磁性体のコア材に電線を巻いたコイルから構成される。カレントトランス１５０は、電線対１の一方の電線の絶縁体上に設置される。

処理部１００は、接触電圧プローブ１３０、非接触電圧プローブ１４０及びカレントトランス１５０からの測定結果に基づいて、電線対１に流れる電流を測定する。

たとえば、処理部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＭ及びインターフェースなどから構成される。たとえば、処理部１００は、ＰＣ、ノートＰＣ又はタブレットなどである。

たとえば、処理部１００が実現する機能は、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される。即ち、プログラムは、電流波形測定装置１０の少なくとも一部分として動作するコンピュータに用いられる。
処理部１００は、非接触遅れ時間検出部１１０及び電流波形取得部１２０などを備える。

非接触遅れ時間検出部１１０は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧が電線対１に生じる電圧から遅れる時間（非接触遅れ時間）を検出する。即ち、非接触遅れ時間検出部１１０は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧の位相が電線対１に生じる電圧の位相から遅れる時間を検出する。
非接触遅れ時間検出部１１０は、接触ゼロクロス検出部１１１、非接触ゼロクロス検出部１１２及びカウンタ１１３などを備える。

接触ゼロクロス検出部１１１は、接触電圧プローブ１３０に接続し、接触電圧プローブ１３０で測定される電圧を取得する。接触ゼロクロス検出部１１１は、接触電圧プローブ１３０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。即ち、接触ゼロクロス検出部１１１は、接触電圧プローブ１３０で測定される電圧がマイナスからプラス又はプラスからマイナスに変わるタイミングを検出する。ここでは、接触ゼロクロス検出部１１１は、電圧がマイナスからプラスに変わるタイミングを検出するものとする。

接触ゼロクロス検出部１１１は、電圧のゼロクロスを検出すると、カウンタ１１３に第１のトリガ信号を送信する。

非接触ゼロクロス検出部１１２は、非接触電圧プローブ１４０に接続し、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧を取得する。非接触ゼロクロス検出部１１２は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧がゼロクロスするタイミングを検出する。即ち、非接触ゼロクロス検出部１１２は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧がマイナスからプラス又はプラスからマイナスに変わるタイミングを検出する。ここでは、非接触ゼロクロス検出部１１２は、電圧がマイナスからプラスに変わるタイミングを検出するものとする。

非接触ゼロクロス検出部１１２は、電圧がゼロクロスするタイミングを検出すると、カウンタ１１３に第２のトリガ信号を送信する。

カウンタ１１３（測定部）は、第１のトリガ及び第２のトリガに基づいて、非接触遅れ時間Ｔ１を測定する。たとえば、カウンタ１１３は、接触ゼロクロス検出部１１１から第１のトリガ信号を受信すると、計時を開始する。カウンタ１１３は、非接触ゼロクロス検出部１１２から第２のトリガを受信すると、計時を停止する。カウンタ１１３は、計時された時間を非接触遅れ時間として取得する。即ち、カウンタ１１３は、接触ゼロクロス検出部１１１が検出したゼロクロスのタイミングから非接触ゼロクロス検出部１１２が検出したゼロクロスのタイミングまでを計時して、非接触遅れ時間を測定する。カウンタ１１３は、取得された非接触遅れ時間Ｔ１を電流波形取得部１２０へ出力する。

電流波形取得部１２０は、非接触遅れ時間検出部１１０からの非接触遅れ時間Ｔ１に基づいて、電線対１に流れる電流を測定する。電流波形取得部１２０は、非接触ゼロクロス検出部１２１、電流測定開始タイミング算出部１２２及び電流測定部１２３などを備える。

非接触ゼロクロス検出部１２１は、非接触電圧プローブ１４０に接続し、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧を取得する。非接触ゼロクロス検出部１２１は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。即ち、非接触ゼロクロス検出部１２１は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧がマイナスからプラス又はプラスからマイナスに変わるタイミングを検出する。ここでは、非接触ゼロクロス検出部１２１は、電圧がマイナスからプラスに変わるタイミングを検出するものとする。

非接触ゼロクロス検出部１２１は、電圧のゼロクロスを検出すると、電流測定開始タイミング算出部１２２に第３のトリガ信号を送信する。

電流測定開始タイミング算出部１２２は、非接触遅れ時間Ｔ１と第３のトリガとに基づいて電流測定を開始するタイミングを設定する。ここでは、電流測定開始タイミング算出部１２２は、予め電線対１に流れる電流の周期（電源周期Ｔ０）を取得するものとする。たとえば、電流測定開始タイミング算出部１２２は、予めオペレータなどから電源周期Ｔ０の入力を受け付けている。

電流測定開始タイミング算出部１２２は、非接触ゼロクロス検出部１２１から第３のトリガを受信してから計時し、計時した時間が待機時間Ｔ２に達すると第４のトリガを電流測定部１２３に出力する。第４のトリガは、電流の測定を開始させるトリガである。待機時間Ｔ２は、電源周期Ｔ０から非接触遅れ時間Ｔ１を減算した時間である。即ち、Ｔ２＝Ｔ０−Ｔ１である。

電流測定部１２３は、電流測定開始タイミング算出部１２２からの第４のトリガを受信すると、カレントトランス１５０を用いて電線対１に流れる電流の測定を開始する。たとえば、電流測定部１２３は、所定のサンプリング周波数ｆ０（たとえば、１０ｋＨｚ）で電線対１に流れる電流を測定する。サンプリング周波数ｆ０は、電源周期Ｔ０の電流を測定するための周波数である。電流測定部１２３は、測定を開始してから電源周期Ｔ０が経過すると、電流の測定を終了する。

次に、電流波形測定装置１０の動作例について説明する。
図２は、電流波形測定装置１０の各部で測定される電圧及び電流の波形とタイミングとを示す。

図２において、グラフ１００１は、接触電圧プローブ１３０で測定される電圧を示す。グラフ１００２は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧を示す。グラフ１００３は、カレントトランス１５０で測定される電流を示す。

まず、非接触遅れ時間検出部１１０の接触ゼロクロス検出部１１１は、接触電圧プローブ１３０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、接触ゼロクロス検出部１１１は、τ１においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、接触ゼロクロス検出部１１１は、第１のトリガをカウンタ１１３へ出力する。

カウンタ１１３は、接触ゼロクロス検出部１１１から第１のトリガを受信する。第１のトリガを受信すると、カウンタ１１３は、計時を開始する。

また、非接触ゼロクロス検出部１１２は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、非接触ゼロクロス検出部１１２は、τ２においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、非接触ゼロクロス検出部１１２は、第２のトリガをカウンタ１１３へ出力する。

カウンタ１１３は、非接触ゼロクロス検出部１１２から第２のトリガを受信する。第２のトリガを受信すると、カウンタ１１３は、計時を停止する。計時を停止すると、カウンタ１１３は、計時された時間を非接触遅れ時間Ｔ１として取得する。非接触遅れ時間Ｔ１を取得すると、カウンタ１１３は、取得された非接触遅れ時間Ｔ１を電流測定開始タイミング算出部１２２へ出力する。

電流測定開始タイミング算出部１２２は、カウンタ１１３から非接触遅れ時間Ｔ１を受信する。非接触遅れ時間Ｔ１を受信すると、電流測定開始タイミング算出部１２２は、非接触遅れ時間Ｔ１と電源周期Ｔ０とに基づいて待機時間Ｔ２を算出する。

また、非接触ゼロクロス検出部１２１は、非接触電圧プローブ１４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、非接触ゼロクロス検出部１２１は、τ２においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、非接触ゼロクロス検出部１２１は、第３のトリガを電流測定開始タイミング算出部１２２へ出力する。

電流測定開始タイミング算出部１２２は、非接触ゼロクロス検出部１２１から第３のトリガを受信すると、計時を開始する。計時された時間が待機時間Ｔ２に達すると、電流測定開始タイミング算出部１２２は、第４のトリガを電流測定部１２３へ出力する。たとえば、電流測定開始タイミング算出部１２２は、τ３において第４のトリガを電流測定部１２３に出力する。

電流測定部１２３は、電流測定開始タイミング算出部１２２から第４のトリガを受信する。第４のトリガを受信すると、電流測定部１２３は、カレントトランス１５０を用いて電線対１に流れる電流の測定を開始する。電流測定部１２３は、第４のトリガを受信してから電源周期Ｔ０が経過すると電流の測定を終了する。たとえば、電流測定部１２３は、τ３からτ４までの間に電流を測定する。

なお、非接触遅れ時間検出部１１０と電流波形取得部１２０とは、異なる装置で実現されてもよい。たとえば、非接触遅れ時間検出部１１０と電流波形取得部１２０とをケーブルで接続し、非接触遅れ時間検出部１１０は、非接触遅れ時間Ｔ１を電流波形取得部１２０へ送信してもよい。また、オペレータが非接触遅れ時間検出部１１０で取得された非接触遅れ時間Ｔ１を電流波形取得部１２０に入力してもよい。また、非接触電圧プローブ１４０を非接触遅れ時間検出部１１０に接続し、非接触遅れ時間Ｔ１を検出した後に、非接触電圧プローブ１４０を電流波形取得部１２０に接続してもよい。

以上のように構成された電流波形測定装置は、接触電圧プローブを用いて検出されたゼロクロスのタイミングと、非接触電圧プローブを用いて検出されたゼロクロスのタイミングとから、非接触電圧プローブで測定される電圧と接触電圧プローブで測定される電圧との位相差を検出することができる。ここでは、電線対に生じる電圧波形と接触電圧プローブで測定される電圧波形との位相差は無視できるものとする。従って、電流波形測定装置は、電線対に生じる電圧波形と非接触電圧プローブで測定される電圧波形との位相差を検出することができる。

また、電流波形測定装置は、検出された位相差に基づいて、カレントトランスで電流波形の測定を開始するタイミングを設定する。ここでは、電線対に流れる電流とカレントトランスで測定される電流との位相差は無視できるものとする。従って、電流波形測定装置は、電線対に生じる電圧がゼロクロスしたタイミングで電線対に流れる電流の測定を開始することができる。そのため、電流波形測定装置は、電線対に流れる電流波形を位相ズレなく一周期分測定することができる。

また、非接触電圧プローブの取り付け状態が変化した場合であっても、電流波形測定装置は、非接触遅れ時間Ｔ１を測定し直すことで、電線対に生じる電圧がゼロクロスしたタイミングで電線対に流れる電流の測定を開始することができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る電流波形測定装置は、電線対１を流れる電圧の周期を測定する点で第１実施形態に係る電流波形測定装置と異なる。

図３は、第２実施形態に係る電流波形測定装置２０の構成例を示すブロック図である。
図３が示すように、電流波形測定装置２０は、処理部２００、接触電圧プローブ２３０、非接触電圧プローブ２４０及びカレントトランス２５０などを備える。

処理部２００は、非接触遅れ時間検出部２１０及び電流波形取得部２２０などを備える。
非接触遅れ時間検出部２１０は、接触ゼロクロス検出部２１１、非接触ゼロクロス検出部２１２及びカウンタ２１３などを備える。

電流波形取得部２２０は、非接触ゼロクロス検出部２２１、電流測定開始タイミング算出部２２２、電流測定部２２３及び電源周期測定部２２４などを備える。

非接触遅れ時間検出部２１０、接触ゼロクロス検出部２１１、非接触ゼロクロス検出部２１２及びカウンタ２１３は、それぞれ非接触遅れ時間検出部１１０、接触ゼロクロス検出部１１１、非接触ゼロクロス検出部１１２及びカウンタ１１３と同様であるため説明を省略する。

非接触ゼロクロス検出部２２１は、非接触ゼロクロス検出部１２１の機能に加えて、非接触電圧プローブ２４０で測定される電圧のゼロクロスを検出すると第５のトリガを電源周期測定部２２４に出力する。

電源周期測定部２２４は、非接触ゼロクロス検出部２２１からの第５のトリガに基づいて、電線対１に生じる電圧の周期（電源周期Ｔｍ）を測定する。たとえば、電源周期測定部２２４は、非接触ゼロクロス検出部２２１から第５のトリガを受信する間隔をカウンタなどで測定する。電源周期測定部２２４は、測定された間隔を電源周期Ｔｍとして取得する。また、電源周期測定部２２４は、第５のトリガを受信する間隔を複数回測定し、測定結果を平均して電源周期Ｔｍを取得してもよい。

電源周期測定部２２４は、測定された電源周期Ｔｍを電流測定開始タイミング算出部２２２及び電流測定部２２３に出力する。

電流測定開始タイミング算出部２２２は、電源周期Ｔｍと非接触遅れ時間Ｔ１と第３のトリガとに基づいて電流測定を開始するタイミングを決定する。
電流測定開始タイミング算出部２２２は、電源周期測定部２２４から電源周期Ｔｍを受信する。電源周期Ｔｍを受信すると、電流測定開始タイミング算出部２２２は、電源周期Ｔｍを格納する。

電流測定開始タイミング算出部２２２は、非接触遅れ時間検出部２１０から第３のトリガを受信してから計時し、計時した時間が待機時間Ｔ２’に達すると第６のトリガを電流測定部２２３に出力する。第６のトリガは、電流の測定を開始させるトリガである。待機時間Ｔ２’は、電源周期Ｔｍから非接触遅れ時間Ｔ１を減算した時間である。即ち、Ｔ２’＝Ｔｍ−Ｔ１である。

電流測定部２２３は、電源周期測定部２２４から電源周期Ｔｍを受信する。電源周期Ｔｍを受信すると、電流測定部２２３は、電源周期Ｔｍに基づいてサンプリング周波数を補正する。たとえば、補正後のサンプリング周波数ｆｃは、以下の式で算出される。

ｆｃ＝Ｔ０／Ｔｍ×ｆ０
また、電流測定部２２３は、電流測定開始タイミング算出部２２２からの第６のトリガを受信すると、カレントトランス２５０を用いて電線対１に流れる電流の測定を開始する。即ち、電流測定部２２３は、第６のトリガを受信すると、サンプリング周波数ｆｃで電線対１に流れる電流を測定する。電流測定部２２３は、測定を開始してから電源周期Ｔｍが経過すると、電流の測定を終了する。

次に、電流波形測定装置２０の動作例について説明する。
図４は、電流波形測定装置２０の各部で測定される電圧及び電流の波形とタイミングとを示す。

図４において、グラフ２００１は、接触電圧プローブ２３０で測定される電圧を示す。グラフ２００２は、非接触電圧プローブ２４０で測定される電圧を示す。グラフ２００３は、カレントトランス２５０で測定される電流を示す。

まず、電流波形取得部２２０の非接触ゼロクロス検出部２２１は、非接触電圧プローブ２４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、非接触ゼロクロス検出部２２１は、τ２においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、非接触ゼロクロス検出部２２１は、第５のトリガを電源周期測定部２２４へ出力する。

電源周期測定部２２４は、非接触ゼロクロス検出部２２１から第５のトリガを受信する。第５のトリガを複数個受信すると、電源周期測定部２２４は、第５のトリガに基づいて電源周期Ｔｍを測定する。電源周期Ｔｍを測定すると、電源周期測定部２２４は、測定された電源周期Ｔｍを電流測定開始タイミング算出部２２２及び電流測定部２２３に出力する。

電流測定開始タイミング算出部２２２及び電流測定部２２３は、それぞれ電源周期測定部２２４から電源周期Ｔｍを受信する。電流測定部２２３は、受信された電源周期Ｔｍに基づいてサンプリング周波数ｆｃを設定する。

次に、非接触遅れ時間検出部２１０の接触ゼロクロス検出部２１１は、接触電圧プローブ２３０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、接触ゼロクロス検出部２１１は、τ１においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、接触ゼロクロス検出部２１１は、第１のトリガをカウンタ２１３へ出力する。

カウンタ２１３は、接触ゼロクロス検出部２１１から第１のトリガを受信する。第１のトリガを受信すると、カウンタ２１３は、計時を開始する。

また、非接触ゼロクロス検出部２１２は、非接触電圧プローブ２４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、非接触ゼロクロス検出部２１２は、τ２においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、非接触ゼロクロス検出部２１２は、第２のトリガをカウンタ２１３へ出力する。

カウンタ２１３は、非接触ゼロクロス検出部２１２から第２のトリガを受信する。第２のトリガを受信すると、カウンタ２１３は、計時を停止する。計時を停止すると、カウンタ２１３は、計時された時間を非接触遅れ時間Ｔ１として取得する。非接触遅れ時間Ｔ１を取得すると、カウンタ２１３は、取得された非接触遅れ時間Ｔ１を電流測定開始タイミング算出部２２２へ出力する。

電流測定開始タイミング算出部２２２は、カウンタ２１３から非接触遅れ時間Ｔ１を受信する。非接触遅れ時間Ｔ１を受信すると、電流測定開始タイミング算出部２２２は、非接触遅れ時間Ｔ１と電源周期Ｔｍとに基づいて待機時間Ｔ２’を算出する。

また、非接触ゼロクロス検出部２２１は、非接触電圧プローブ２４０で測定される電圧のゼロクロスを検出する。たとえば、非接触ゼロクロス検出部２２１は、τ２においてゼロクロスを検出する。電圧のゼロクロスを検出すると、非接触ゼロクロス検出部２２１は、第３のトリガを電流測定開始タイミング算出部２２２へ出力する。

電流測定開始タイミング算出部２２２は、非接触ゼロクロス検出部２２１から第３のトリガを受信すると、計時を開始する。計時された時間が待機時間Ｔ２’に達すると、電流測定開始タイミング算出部２２２は、第６のトリガを電流測定部２２３へ出力する。たとえば、電流測定開始タイミング算出部２２２は、τ３’において第６のトリガを電流測定部２２３に出力する。

電流測定部２２３は、電流測定開始タイミング算出部２２２から第６のトリガを受信する。第６のトリガを受信すると、電流測定部２２３は、カレントトランス２５０を用いて電線対１に流れる電流の測定を開始する。電流測定部２２３は、第６のトリガを受信してから電源周期Ｔｍが経過すると電流の測定を終了する。たとえば、電流測定部２２３は、τ３’からτ４’までの間に電流を測定する。

なお、電源周期測定部２２４は、カウンタ２１３が非接触遅れ時間Ｔ１を電流測定開始タイミング算出部２２２へ出力した後に、電源周期Ｔｍを測定してもよい。

以上のように構成された電流波形測定装置は、電線対に生じる電圧の周期を測定する。従って、電流波形測定装置は、電線対に生じる電圧の周期が予め設定された周期と異なる場合であっても、電圧ゼロクロスのタイミングで電流の測定を開始することができる。その結果、電流波形測定装置は、電線対に生じる電圧の周期が変わっても、電線対に流れる電流波形を位相ズレなく一周期分測定することができる。

また、電流波形測定装置は、電線対に流れる電流を測定するサンプリング周波数を電源周期に応じて修正することができる。従って、電流波形測定装置は、電源周期が変化した場合においても、一定のサンプル数でちょうど１周期分の電流波形を測定することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、各実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

１…電線対、１０…電流波形測定装置、２０…電流波形測定装置、１００…処理部、１１０…非接触遅れ時間検出部、１１１…接触ゼロクロス検出部、１１２…非接触ゼロクロス検出部、１１３…カウンタ、１２０…電流波形取得部、１２１…非接触ゼロクロス検出部、１２２…電流測定開始タイミング算出部、１２３…電流測定部、１３０…接触電圧プローブ、１４０…非接触電圧プローブ、１５０…カレントトランス、２００…処理部、２１０…非接触遅れ時間検出部、２１１…接触ゼロクロス検出部、２１２…非接触ゼロクロス検出部、２１３…カウンタ、２２０…電流波形取得部、２２１…非接触ゼロクロス検出部、２２２…電流測定開始タイミング算出部、２２３…電流測定部、２２４…電源周期測定部、２３０…接触電圧プローブ、２４０…非接触電圧プローブ、２５０…カレントトランス。

Claims (8)

1. 交流電流を測定する電流波形測定装置であって、
   前記交流電流が流れる電線に接触して電圧を測定する接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出する接触ゼロクロス検出部と、
   前記交流電流が流れる電線に接触せずに電圧を測定する非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出する非接触ゼロクロス検出部と、
   前記接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングと前記非接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングとに基づいて前記非接触電圧プローブで測定される電圧の遅れ時間を測定する測定部と、
   前記遅れ時間と前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記交流電流の測定を開始させるトリガを出力する電流測定開始タイミング算出部と、
   前記電流測定開始タイミング算出部が前記トリガを出力すると、前記交流電流の測定を開始する電流測定部と、
   を備える電流波形測定装置。
2. 前記測定部は、前記接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングから前記非接触ゼロクロス検出部が検出したゼロクロスのタイミングまでを計時して、前記遅れ時間を測定する、
   請求項１に記載の電流波形測定装置。
3. 前記電流測定開始タイミング算出部は、前記交流電流の周期から前記遅れ時間を減算した待機時間を算出し、前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングから前記待機時間が経過すると前記トリガを出力する、
   請求項１又は２に記載の電流波形測定装置。
4. 前記電流測定部は、前記交流電流の測定を開始してから前記周期が経過すると前記交流電流の測定を終了する、
   請求項３に記載の電流波形測定装置。
5. 前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングに基づいて前記周期を測定する電源周期測定部を備える、
   請求項３又は４に記載の電流波形測定装置。
6. 前記電流測定部は、前記周期に基づいて前記交流電流を測定するサンプリング周波数を補正する、
   請求項５に記載の電流波形測定装置。
7. 前記非接触電圧プローブは、容量性電圧プローブである、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の電流波形測定装置。
8. 交流電流を測定する電流波形測定方法であって、
   前記交流電流が流れる電線に接触して電圧を測定する接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出し、
   前記交流電流が流れる電線に接触せずに電圧を測定する非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスを検出し、
   前記接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングと前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて前記非接触電圧プローブで測定される電圧の遅れ時間を測定し、
   前記遅れ時間と前記非接触電圧プローブで測定される電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記交流電流の測定を開始させるトリガを出力し、
   前記トリガを出力すると、前記交流電流の測定を開始する、
   電流波形測定方法。