JP2017182936A - 可搬型の動作電流測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】可搬型の動作電流測定器において、測定の短時間化が図れるとともに作業者にとって測定時の負担を軽減でき、なおかつ、測定対象機器の実使用時における動作電流値と動作時間の下限値を測定することができる測定器を提供する。【解決手段】可搬型の動作電流測定器１を、動作電流情報入力手段１１と、動作電流情報入力手段によって入力された動作電流情報に基づいて、出力する電流値を演算し決定する出力電流値決定手段１２と、決定された出力電流値を出力する電流出力手段１３と、測定対象機器の動作状態を検出する動作状態検出手段１６と、測定対象機器が動作したか否かを判別する動作状態判別手段１２１と、電流出力手段による出力電流値の出力開始から動作状態判別手段の判別終了までの経過時間を計測する動作時間計測手段１２２とを備え、出力電流値の出力と経過時間の計測とが同時に実行されることを特徴として構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、可搬型の動作電流測定器に関する。特に、測定対象機器毎に定められた測定電流条件が入力されると、入力された測定電流条件に基いて、対象となる測定対象機器に適した測定電流条件を演算で求めて測定電流を出力し、測定対象機器が動作するまでの経過時間を計測する可搬型の動作電流測定器に関するものである。

測定対象機器における動作電流を測定する装置は種々開示されている。例えば、感電事故の防止や電路の漏電発生による火災を防止するために設置される漏電遮断器や漏電継電器の動作確認を行うための装置として以下のような装置が開示されている。

特許文献１においては、測定時の正確性と簡単さを両立させるためになされた漏電遮断器テスタ２０が開示されている。

具体的には、測定対象機器となる漏電遮断器１０の動作テスト実施時に、漏電遮断器テスタ２０に設けられた測定を開始するためのボタンを押さなくとも、漏電遮断器１０の測定点にテスタの測定端子１，２を接触させてから一定の時間が経過すれば自動的に測定が開始されるものである。

特に、一定時の時間が経過してから動作テストを自動測定させるために、作業者の手の震えなどによる漏電遮断器１０の測定点と漏電遮断器テスタ２０の測定端子１，２との接触不良に起因するチャタリングによる誤測定を防止することができ正確性に優れたものである。

測定端子１，２から手を離すことなく動作テストを実施することができるから、作業者にとっては動作テストの負担が軽減され、なおかつ、漏電遮断器１０の測定点と測定端子１，２との接触不良に起因するチャタリングに起因する誤測定が防止されるから測定の正確性と簡単さを両立させることができる。

特許文献２においては、測定時の操作性と作業能率を向上させるためになされた測定条件に見合った可変抵抗器の自動組み合わせを行う動作試験装置が開示されている。

具体的には、測定対象機器となる漏電遮断器１０の動作テスト実施時に、必要な電流の大きさを調整するための可変抵抗器を所定の抵抗値に調整する作業を行わなくとも、複数の固定抵抗と複数のリレースイッチを組み合わせた抵抗選択回路７と、キー入力された指令に基づきリレースイッチ（ＲＹ０，ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ‘２）を開閉させて抵抗選択回路７の抵抗を所定の値に設定する手段を備えることによって、必要な電流の大きさを自動調整するものである。

動作テストに必要な電流の大きさをキー操作によって任意に選択可能とすることによって、煩雑な抵抗値調整作業が不要になったため、装置の操作性と作業能率の両方を向上させることができる。

特許文献３においては、測定時の容易性と測定の短時間化を両立させるためになされた漏電遮断器用テスタが開示されている。

具体的には、測定対象機器となる漏電遮断器４の感度電流測定作業の実施時に、クロックパルス生成部によってカウンタ回路にクロックパルスを入力させる。そして、クロックパルスが入力されたカウンタ回路の出力信号によってスイッチング素子を駆動させることにより、電路電圧の周波数の１サイクル毎に抵抗群Ｒの抵抗値が可変されて電路に流す疑似漏電電流の大きさを変化させていくものである。

これによって、漏電遮断器の感度電流測定作業時において、電路に流す疑似漏電電流の大きさを手動にて調整する必要がなくなるから、測定の容易性を測定の短時間化の両方を向上させることができる。

なお、漏電遮断器４がトリップしたときには、漏電遮断器テスタ４には電源が印加されなくなるが、前記スイッチング素子の接点はそのときの状態で保持されており、漏電遮断器テスタ４のプローブを漏電遮断器４の電源側回路に接続することにより電源を回復させて、漏電遮断器テスタの表示値を読み取る。

特開２００３−１９７０８３号公報 特開２００１−８４８８７号公報 実開平６−６４３４９号公報

このように、測定対象機器における動作電流を測定する装置は種々開示されており、測定時の正確性，容易性，作業能率の向上等優れた効果を奏している。

しかしながら、測定対象機器の動作電流を測定するにあたり、測定作業者の測定負担をさらに軽減していくためには、測定対象機器における定格動作電流そのものを出力する観点とは異なるアプローチとして、測定対象機器が実際に動作する電流値を狙ってテスト用の電流を出力することにより、作業能率の更なる向上を達成していくことが考えられる。

また、出力されるテスト用の電流によってどのくらいの時間で動作するのか、その測定対象機器における実力値、即ち動作の下限値を把握し、該測定対象機器がどの程度の範囲で正常に動作するのかを把握することが必要である。

本発明は、上記の事情に鑑み、可搬型の動作電流測定器において、測定の短時間化が図れるとともに作業者にとって測定時の負担を軽減でき、なおかつ、測定対象機器の実使用時における最小動作電流値とその動作電流値における動作時間、即ち動作の下限値を測定することができる測定器を提供することを目的とする。

本発明に係る可搬型の動作電流測定器は、上記課題を解決すべく構成されたもので、測定対象機器における動作電流情報を入力する動作電流情報入力手段と、該動作電流情報入力手段によって入力された動作電流情報に基づいて出力する電流値を演算し決定する出力電流値決定手段と、出力電流値決定手段によって決定された出力電流値を出力する電流出力手段と、測定対象機器の動作状態を検出する動作状態検出手段と、該動作状態検出手段によって検出された動作状態データが入力されることによって測定対象機器が動作したか否かを判別する動作状態判別手段と、電流出力手段による出力電流値の出力開始から動作状態判別手段の判別終了までの経過時間を計測する動作時間計測手段とを備え、前記出力電流値の出力と前記経過時間の計測とが同時に実行されることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、入力された動作電流情報に基づいて、出力する電流値を演算し決定する出力電流値決定手段によって、出力する電流値を決定することができるから、例えば測定対象機器が実際に動作する電流値を狙ってテスト用の電流を出力することが可能となる。また、測定対象機器の動作状態に応じて、出力する電流値を変更することができる。例えば、電流出力手段から電流を出力した場合において、測定対象機器が動作した場合には出力する電流値を減少させ、測定対象機器が動作しない場合には出力する電流値を増加させるよう制御することによって、狙った電流値をスタートとして出力電流を可変させて測定対象機器の動作電流に適した出力の電流に効率的に近づけていくことができる。また、測定対象機器の実使用時における動作電流値とその動作電流値における動作時間、即ち動作の下限値を把握することができる。

また、本発明に係る可搬型の動作電流測定器において、前記出力電流値決定手段によって決定される出力電流値は、好ましくは、定格動作電流の５０％より大きく８０％よりも小さい値に定めることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、定格動作電流のゼロから１００％のうち、５０％から８０％の間の３０％の範囲に目安をつけて電流を出力し、測定対象機器の動作確認を効率化させることができるから、ゼロから電流を出力される場合と比べて測定時間を３分の１に低減させることができる。

また、本発明に係る可搬型の動作電流測定器において、前記出力電流値決定手段によって決定される出力電流値は、より好ましくは、定格動作電流の６０％に定めることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、定格動作電流のゼロから１００％のうち、６０％の部分に目安をつけて電流を出力し、測定対象機器の動作確認を効率化させることができる。特に、測定対象機器として漏電遮断器や漏電継電器を対象とする場合、定格不動作電流が定められており、動作してはいけない下限の電流となる６０％を狙って電流を出力させることによって、短時間で動作確認が行えることに加えて不動作の確認も行うことができる。

以上の如く、本発明は、可搬型の動作電流測定器において、測定の短時間化が図れるとともに作業者にとって測定時の負担を軽減でき、なおかつ測定対象機器の実使用時における最小動作電流値とその動作電流値における動作時間、即ち動作の下限値を測定することができる測定器を提供することができる。

第一の実施の形態に係わる可搬型の動作電流測定器のブロック構成図 第一の実施の形態における動作フローの説明図 第一の実施の形態における動作フローの説明図 従来の形態に示されるテスタの説明図 従来の形態に示されるテスタの説明図 従来の形態に示されるテスタの説明図

以下，本発明の実施の形態について，図面を用いて説明する。

（第一の実施形態）

まず、本実施形態に係る可搬型の動作電流測定器の基本構成について、図１のブロック図を用いて説明する。

図１は、可搬型の動作電流測定器を漏電遮断器に適用した例を示している。１は本件発明の可搬型の動作電流測定器の本体、１０は測定対象機器となる漏電遮断器、２１，２２は可搬型の動作電流測定器１を漏電遮断器１０に電気的に接続するテストリードである。

本体１は、外形が略直方体形状をしており、筐体は、樹脂製のケースとカバーとからなる。筐体の内部には電源回路や、前記テストリード２１，２２から電流を出力するための出力回路等、主要機器が収納されている。本体の大きさは、縦×横およそ２０ｃｍ四方、高さが１０ｃｍ程度であり、また重さが約２ｋｇほどに構成されており、片手で持って持ち運びが可能となっている。

可搬型の動作電流測定器の本体１の外部には、動作電流情報を入力する動作電流情報入力手段の入力部、出力電流値や測定対象機器の動作状態を表示する表示部、測定を開始するための操作部が設けられている。

可搬型の動作電流測定器の本体１の内部には、本体１の電源となる電源部１４を備えている。電源部１４は、一次電池または二次電池の電源とスイッチを介して接続されており、電圧調整部等を備えて構成され、本体１内の各回路に電源を供給している。

また、測定対象機器となる漏電遮断器１０の動作電流情報を入力する動作電流情報入力手段１１と、該動作電流情報入力手段１１によって入力された動作電流情報に基づいて出力する電流値を演算し決定する出力電流値決定手段１２と、該出力電流値決定手段１２によって決定された出力電流値を出力する電流出力手段１３とを備えている。なお、動作電流情報入力手段１１は液晶パネルを備え、出力電流値や測定対象機器の動作状態を表示する。

出力電流値決定手段１２は、マイコンを用いて構成している。動作電流情報入力手段１１によって入力された入力情報は、出力電流値決定手段１２に入力される。該出力電流値決定手段１２は、入力された動作電流情報に基づいて、出力する電流値を演算によって決定する。例えば、測定対象機器として漏電遮断器１０の感度電流を測定する場合、該漏電遮断器１０の定格感度電流が３０ｍＡのときには、該３０ｍＡの６０％を演算して２４ｍＡを出力電流値として決定する。１０ｍＡのときには、該１０ｍＡの６０％を演算して６ｍＡを出力電流値として決定する。

また、出力電流値決定手段１２を構成するマイコンには、測定対象機器が動作したか否かを判別する動作状態判別手段１２１と、電流出力手段１３による出力電流値の出力開始から動作状態判別手段１２１の判別終了までの経過時間を計測する動作時間計測手段１２２とを備えている。

また、測定対象機器の定格電流に応じて、出力する電流を決めるため、出力電流値決定手段１２には、記憶部が設けられているとともに演算するための演算式データが記憶されている。

例えば、測定対象機器が、漏電遮断器の場合には、動作電流情報入力手段１１によって入力された電流値情報に対して、演算で救出するデータの初期値（例えば、５０％、６０％、８０％・・・等のねらい値）、および該初期値に対して出力電流を段階的に変化させていくための変移式（初期値と段階的変移のステップの積算、例えば初期値×５％、初期値×１％、・・・）が記憶されている。

また、本体１の内部には、電流出力手段によって出力される電流を検出するための電流検出部１８と、測定対象機器に印加される電圧を検出するための電圧検出部１６とが備えられている。例えば、測定対象機器が介在する電路の電圧が単相３線式であれば、１００Ｖまたは２００Ｖを検出する。

前記電圧検出部１６は、測定対象機器の電源側と負荷側に接続されて、測定対象機器の動作状態を検出する。検出された動作状態データは前記動作状態判別手段１２１に入力される。動作状態判別手段１２１によって判別された動作情報が出力電流値決定手段１２に反映されることによって出力される電流値が演算されて、出力される電流値が決定される。

ここで、動作電流情報入力手段１１は、タッチパネル式の液晶表示部で構成されている。液晶表示部に表示された入力画面を指やペンを用いて触れることによって動作電流情報を入力する。入力は、よく入力する値を予め選択式で表示しておき該当する値を選択してもよいし、数字キーを表示して個別の数字を選択することによって値を入力してもよい。

電流出力手段１３は、定電流回路で構成している。定電流回路は、出力電流値決定手段１２によって決定された電流値、例えば２４ｍＡの電流を出力する。定電流回路は、前記マイコンに接続された制御部と、該制御部によって制御されるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）によって構成されている。

制御を行う場合には、電圧検出部１６によって予め測定対象機器に印加される電圧が測定されるとともに、その情報が出力電流値決定手段１２に入力されて、出力電流値決定手段１２から制御部に向けて、電圧情報に合わせた制御信号が出力される。これによって、電圧情報に合わせて内部の抵抗を切り替えることが可能となり、ＦＥＴに印加される電圧を制限しつつ、電圧変動に高速に追従させることによって定電流を維持させる。

特に電流が小さい領域、例えば数ミリアンペア程度の低い領域において、電流の出力制御を行う場合には、電圧の変動に伴う出力電流の変動が起きやすいため、予め測定対象機器に印加される電圧を測定することによって得られた電圧情報に合わせて内部抵抗を切り替えることによって、精度よく出力電流の大きさを制御することができる。

（動作について）

次に、可搬型の動作電流測定器１の動作について、図２、図３を用いて説明する。測定対象機器として、漏電遮断器を対象として、該漏電遮断器における定格感度電流を測定する場合を想定する。

まず、測定する漏電遮断器の定格感度電流値を漏電遮断器の銘板などから読み取り、動作電流情報入力手段１１に入力する。（ステップ Ｓ００１）

入力がなされた場合、出力電流値決定手段１２は、定められた初期値に基づいて出力電流値を演算し決定する。（ステップ Ｓ００２）

そして、決定された電流値を出力する。（ステップ Ｓ００３）

このとき、マイコン内部に設けられたカウンタを用いて、出力回数をカウントする。ステップＳ００３においては、スタートから初めて出力を行う場合であるから、カウントをゼロから１にカウントアップさせる。そして、内部に設けられた記憶部に記憶する。

また、決定された電流値の出力が開始されると、動作時間計測手段１２２によって時間が計測され始める。時間の計測は、マイコン内部に設けられたタイマーを用いて行っている。

次に、動作状態判別手段１２１によって、出力前後において漏電遮断器１０が動作したか否かを判別する。（ステップ Ｓ００４）

判別は、電圧検出部１６によって、漏電遮断器１０に印加される電圧を検出することによって行う。ステップＳ００３によって電流が出力された後、電圧検出部１６によって検出される電圧が、１００Ｖから０Ｖに変化した場合には、出力前後において漏電遮断器１０が動作したと判別する。一方、出力前後において１００Ｖのままである場合には漏電遮断器１０は動作しなかった（不動作）と判別する。判別が終了すると同時に、動作時間計測手段１２２は時間の計測を停止し、計測した結果の時間データをマイコン内部の記憶部に記憶する。

次に、出力前後において漏電遮断器１０が動作した場合（フローＡとする）と動作しなかった場合（フローＢとする）において、動作フローを分けて説明する。例示として、動作電流情報入力手段１１によって入力された電流値が３０ｍＡ、出力電流値決定手段１２における初期値が８０％、電流出力手段１３からの出力電流が２４ｍＡ、初期値に対して出力電流を段階的に変化させていくための変移式が初期値×５％とする。

まず、出力前後において漏電遮断器が動作した場合のフローＡは次のとおりである。

初回の電流出力によって漏電遮断器１０が動作した場合、出力電流値決定手段１２が設けられているマイコンは出力を減少させる。（ステップ Ｓ１０５）

このときの減少度合いは、前述した変移式に基づき、２４ｍＡ×５％＝１．２ｍＡであるから、次に出力する電流値は、２４ｍＡ−１．２ｍＡ＝２２．８ｍＡと設定される。また、２回目の出力となるため、カウントを１増やし、ｎ＝２とする。そして、２２．８ｍＡに減少設定した電流を出力する。また、決定された電流値の出力が開始されると、動作時間計測手段１２２は時間を計測し始める。（ステップ Ｓ１０６）なお、フロー中、ｉは整数であり、ｉ＋＋はｉに１を足して増やすという意味である。

次に、出力後の漏電遮断器１０の動作状態を動作状態判別手段１２１によって判別する。（ステップ Ｓ１０７）ここで、状態が不変化、即ち再び動作した場合には、出力した電流は漏電遮断器１０にとっては検出できる漏電電流値であったということであるから、ステップＳ１０５に戻って再度処理を繰り返す。このとき、カウントを１増やし、ｎ＝３とする。また、次回出力される電流値は、２２．８ｍＡ−１．２ｍＡ＝２１．６ｍＡと減少設定される。判別が終了すると同時に、動作時間計測手段１２２は時間の計測を停止し、計測した結果の時間データをマイコン内部の記憶部に記憶する。

一方、出力前後において、状態が変化した場合、即ち動作しなかった場合には、出力した電流は漏電遮断器１０が検出できなかった漏電電流値であったということであるから、ひとつ前に出力した電流値をもって動作電流値と決定する。（ステップＳ１０８）

したがって、この場合の動作電流値は、２２．８ｍＡということになる。

続いて、出力前後において漏電遮断器が動作しなかった場合のフローＢは次のとおりである。図３に示した動作フローは、テスト電流を印加していく過程を示したグラフであり、この場合、大きさＩａの電流を印加した時に、所定の時間（ｔａ２−ｔａ１）をもって動作しない。

初回の電流出力によって漏電遮断器１０が動作しなかった場合、出力電流値決定手段１２が設けられているマイコンは出力を増加させる。（ステップ Ｓ２０５）

このときの増加度合いは、前述した変移式に基づき、２４ｍＡ×５％＝１．２ｍＡであるから、次に出力する電流値は、２４ｍＡ＋１．２ｍＡ＝２５．２ｍＡと増加設定される。また、２回目の出力となるため、カウントを１増やし、ｎ＝２とする。そして、２５．２ｍＡに設定した電流を出力する。（ステップ Ｓ２０６）また、決定された電流値の出力が開始されると、動作時間計測手段１２２によって時間が計測され始める。時間の計測は、マイコン内部に設けられたタイマーを用いて行っている。

次に、出力後の漏電遮断器１０の動作状態を判別する。（ステップ Ｓ２０７）ここで、状態が不変化、即ち再び動作しなかった場合には、出力した電流は漏電遮断器１０にとっては検出できなかった漏電電流値であったということであるから、ステップＳ２０５に戻って再度処理を繰り返す。図３において、大きさＩｂの電流を印加した時に、所定の時間（ｔｂ２−ｔｂ１）をもって動作しない場合が該当する。

このとき、カウントを１増やし、ｎ＝３とする。また、次回出力される電流値は、２５．２ｍＡ＋１．２ｍＡ＝２６．４ｍＡと増加設定される。図３において、大きさＩｃの電流が該当する。なお、判別が終了すると同時に、動作時間計測手段１２２は時間の計測を停止し、計測した結果の時間データをマイコン内部の記憶部に記憶する。

なお、時間（ｔａ２−ｔａ１）と（ｔｂ２−ｔｂ１）の長さは同じであり、測定対象機器が動作するか否かを判別するために必要な所要時間、本実施形態においては漏電遮断器１０の定格動作時間と同等時間である。即ち、定格動作時間が０．３秒であれば、所要時間は０．３秒、定格動作時間が１秒であれば、所要時間は１秒としている。

一方、出力前後において、状態が変化した場合、即ち動作した場合には、出力した電流は漏電遮断器１０が検出できる漏電電流値であったということであるから、今回出力した電流値をもって動作電流値と決定する。（ステップＳ２０８）図３において、大きさＩｃの電流を印加した時に、所定の時間（ｔｃ２−ｔｃ１）をもって動作した場合が該当する。

したがって、この場合の動作電流値は、２５．２ｍＡということになる。また、動作時間は、（ｔｃ２−ｔｃ１）ということになる。このように測定対象機器における動作の下限値を測定することができる。なお、図３において、定格動作電流はＩ０で示しており、この場合の動作時間は、（ｔ０１−ｔ０２）で示される。

（初期値について）

初期値として、５０％、６０％、８０％を例として定めている。初期値５０％は、対象機器が漏電遮断器である場合において、動作してはならない下限値であるため、定めている。

初期値６０％は、対象機器が漏電継電器である場合において、定格感度電流が１０ｍＡと小さい場合に動作してはならない下限値であるため、定めている。

初期値８０％は、対象機器の定格動作設定値の８割ほどで動作するか否かをテストするために、定めている。

このように、ある初期値に目安をつけて、即ちねらい値を定めて動作測定を行うことによって、動作電流の測定時間を効率的に削減することができる。

このように、ある初期値に目安をつけて、動作測定を行うことによって、動作電流の測定時間を効率的に削減しつつ、正確性をもって動作電流を測定することができる。さらに、測定対象機器の動作状況を加味することにより、より正確性をもって動作電流を測定することができる。また、測定対象機器における実使用時における動作電流値における動作時間、即ち動作の下限値を測定することができる

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、前記初期値の値を、動作電流情報入力手段１１において選択できるよう構成し、例示した５０％、６０％、８０％のほかに、減少させた４０％への設定を許容したり、増加させた９０％に設定を許容してもよい。また、初期値に対して出力電流を段階的に変化させていくための変移式において、初期値と段階的変移のステップの積算を、例示した初期値×５％、初期値×１％、のほか、ステップをより精細化させるよう初期値×０．５％としてもよいし、ステップを粗く設けて初期値×１０％としてもよい。

さらに、より測定を効率化させるために、まず最初に目安をつける目的で段階的ステップの積算を、ステップを粗くした状態（初期値×１０％）で測定を行い、測定対象機器の動作状態が変化したところで（例えば前記フローＡ、フローＢにおける状態変化点）、徐々に精細化させていく（初期値×５％、初期値×３％、初期値×１％）ように構成して、効率化と正確性の両立を図ってもよい。

１ 可搬型の動作電流測定器
１０ 漏電遮断器
１１ 動作電流情報入力手段
１２ 出力電流値決定手段
１３ 電流出力手段
１４ 電源部
１６ 動作状態検出手段
１２１ 動作状態判別手段
１２２ 動作時間計測手段
１８ 電流検出部
２１ テストリード
２２ テストリード

Claims (3)

1. 測定対象機器における動作電流情報を入力する動作電流情報入力手段と、
   該動作電流情報入力手段によって入力された動作電流情報に基づいて出力する電流値を演算し決定する出力電流値決定手段と、
   出力電流値決定手段によって決定された出力電流値を出力する電流出力手段と、
   測定対象機器の動作状態を検出する動作状態検出手段と、
   該動作状態検出手段によって検出された動作状態データが入力されることによって測定対象機器が動作したか否かを判別する動作状態判別手段と、
   電流出力手段による出力電流値の出力開始から動作状態判別手段の判別終了までの経過時間を計測する動作時間計測手段とを備え、
   前記出力電流値の出力と前記経過時間の計測とが同時に実行されることを特徴とする可搬型の動作電流測定器。
   
2. 前記出力電流値決定手段によって決定される出力電流値は、好ましくは、定格動作電流の５０％より大きく８０％よりも小さい値に定めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可搬型の測定機器。
   
3. 前記出力電流値決定手段によって決定される出力電流値は、より好ましくは、定格動作電流の６０％に定めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可搬型の測定機器。
   

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