JP2579965Y2 - 電源監視レコーダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案が属する技術分野】この考案は分電盤を介して引
き込まれる配線路の負荷電流、漏れ電流および線間電圧
の波形を短時間的に記録し、かつその波形による実効値
を長時間的に記録し、例えば突発的に発生する停電の原
因などを分析、判断するのに好適な電源監視レコーダに
関するものである。

【０００２】

【従来例】商用電源を使用するにあたっては、家庭用、
業務用を問わず、分電盤を介してその電源が引き込ま
れ、図４に示すように、例えば一般家庭で使用される分
電盤１には過負荷遮断器（電流制限器、配線用遮断器）
２，３および漏電遮断器４が設けられており、使用する
電力がその電流制限器２および各配線用遮断器３の許 容
範囲を越えると、それら電流制限器２、各配線用遮断器
３のリレーが作動し、あるいは漏電が生じると、漏電遮
断器４のリレーが作動する。

【０００３】したがって、定格オーバーや漏電等が生じ
ても、電力の供給が直ちに停止されることから、例えば
火災等の発生を未然に防止することができ、安全性が極
めて高くなっている。ところで、その停電の原因を知る
には、その電力の交流電流や交流電圧波形等を常に測定
する必要があり、それには例えば電力計や波形記録計等
が用いられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、停電が
突発的、偶発的に発生する場合、その原因を突き止める
には、短時間的な波形記録装置および長時間的な波形記
録装置を必要とするほか、負荷電流、漏れ電流および線
間電圧等の調査項目に応じて種々の測定装置を必要とす
ることになる。

【０００５】上記の波形記録装置によれば、図５の交流
電圧および交流電流の波形図に示すように、停電までの
交流電圧や交流電流の波形（同図ａ，ｂに示す）を測定
することが可能であるが、これらの測定波形だけからで
は停電の原因（例えば過負荷、漏電、欠相等によるもの
であるか否か）を判断することが難しく、豊富な経験者
でなければその停電の原因を解析できないという問題点
がある。

【０００６】ところで、上記波形記録装置においては、
例えば図６に示すように、電流クランプ５の電流出力
（検出電流）を同波形記録装置のアンプやＡ／Ｄ変換器
を含む入力ユニット６に直接接続（入力）し、この電流
出力をそのユニット内の変換部７で電圧に変換するよう
にしている。

【０００７】これによれば、同電流クランプ５側の制御
が不用であり、同電流クランプ５の電流出力が接続ケー
ブルを介して入力ユニット６に入力されることから、ノ
イズによる影響を抑えることができ、また、電流クラン
プ５自体には電流−電圧変換 器が不要であるため、その
電流クランプが小さくてよいという利点がある。

【０００８】しかしながら、他方において上記電流クラ
ンプ５および入力ユニット６を一体で種々調整する必要
があるため、同電流クランプ５の精度にバラツキがある
と、再度一体で調整する必要があり、つまり電流クラン
プ５の互換性がとれないという不利な点がある。

【０００９】これに対して、例えば図７に示すように、
電流クランプ８側に同電流クランプ８の電流出力（検出
電流）を抵抗等で電圧に変換する電流−電圧変換器７を
設け、この変換器７による変換電圧をケーブルを介して
同波形記録装置の入力ユニット９に送るようにしたもの
も知られており、これによれば、電流クランプ８および
入力ユニット９をそれぞれ別個に調整し得るため、同電
流クランプ８に互換性を持たせることができる。

【００１０】しかしながら、これによると上記電流クラ
ンプ８は内蔵の変換器７の分だけどうしても大きくなる
ことから、分電盤内の限られたスペースでは、その取り
扱いが難しくなる。

【００１１】さらに、その変換器７による変換電圧をケ
ーブルを介して入力ユニット９に入力する場合、一般的
に同入力ユニット９の入力インピーダンスを高くする必
要があるため、ノイズによる影響を受け易く、かつ、そ
のケーブルにより電圧降下を生じる。また、雑音防止の
ためにシールド処理を行なうにしても、その処理が複雑
で難しいという問題点がある。

【００１２】この考案は、上記課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、電流クランプにて検出され
た電流信号を電圧信号に変換してレコーダ本体の入力ユ
ニットに入力するにしても、ノイズによる影響がほとん
どなく、また、電流クランプ自体は小型で扱いやすく、
しかもその電流クランプに互換性を持たせることができ
るようにした電源監視レコーダを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、分電盤内の所定の配線に取り付けら
れ、その負荷電流や漏れ電流を検出する複数の電流クラ
ンプおよび上記所定の配線間の線間電圧を検出する少な
くとも１つの電圧プローブと、上記各電流クランプおよ
び上記電圧プローブにて検出された検出信号を所定に増
幅してＡ／Ｄ変換する入力ユニットおよび同入力ユニッ
トを介して入力された波形信号を記録する記録手段を含
むレコーダ本体とを備え、少なくとも上記各電流クラン
プのケーブル端には、上記レコーダ本体の上記入力ユニ
ットに対して着脱可能なコネクタ部材が設けられている
電源監視レコーダにおいて、上記各電流クランプの上記
コネクタ部材には、同電流クランプによる検出電流を電
圧に変換するとともに、その電圧出力を任意に調整し得
る電流−電圧変換手段が一体に設けられていることを特
徴としている。

【００１４】このように、電流クランプと電流−電圧変
換手段とが分離され、その電流−電圧変換手段が入力ユ
ニットに対するコネクタ部材と一体に形成されているた
め、電流クランプはセンサのみで小さくて扱い易く、例
えば狭い分電盤内での使用が可能である。

【００１５】また、電流クランプによる検出信号は電流
としてケーブルを伝わってコネクタ部材側の電流−電圧
変換手段に送られ、入力ユニットの直近で電圧信号に変
換されるため、電圧降下による影響およびノイズによる
影響がともに少なく、雑音に対して強い入力処理を行な
うことができる。

【００１６】なお、電流−電圧変換手段およびレコーダ
本体の入力ユニットを含めて一体的にシールド処理する
ことが好ましく、これによれば、ノイズによる影響をよ
り確実に排除することができる。

【００１７】さらに、本発明によれば、電流−電圧変換
手段は、その出力電圧調整機能を有 しているため、レコ
ーダ本体の入力ユニットを調整することなく、感度や測
定精度の異なる電流クランプを使用することができ、電
流クランプの互換性にも富んでいる。

【００１８】したがって、この電源監視レコーダによれ
ば、電力の測定中に電流クランプを交換しても、測定結
果が異なることもなく、また、停電に際してはその停電
時までの所定数の波形のデータが波形データ記録部に確
実に記録されていることから、同停電の原因解析が可能
である。

【００１９】

【考案の実施の形態】 この考案の電源監視レコーダは、
例えば分電盤内で負荷電流、漏れ電流および線間電圧の
波形データを各チャンネル毎に短時間的にリング式に記
録し、かつその波形データに基いて長時間的に演算した
実効値データを記録する。

【００２０】上記波形データの記録は常時所定波形数の
波形データ（例えば５０Ｈｚの場合１６波形分、６０Ｈ
ｚの場合１９．２波形分）について行ない、また上記実
効値データの記録は当該電力使用の状況等が観測できる
ように、例えば２週間程度行なうようになっている。

【００２１】ところで、上記負荷電流、漏れ電流を電流
クランプで検出して電圧に変換し、この変換電圧をディ
ジタル変換してそれら負荷電流、漏れ電流の波形データ
を取り込むが、上記電流クランプの大きさによっては同
電流クランプを負荷電流、漏れ電流を検出する所定箇所
に配置する際に扱いにくく、また雑音に対して強い入力
処理が必要であり、さらに被測定体によっては異なる種
類（精度の異なる）の電流クランプを使用する場合もあ
ることから、その電流クランプの互換性が必要である。

【００２２】そのため、上記電源監視レコーダは図１に
示す構成をしている。なお、図中、図３と同一部分には
同一符号を付し重複説明を省略する。

【００２３】図１において、この考案の電源監視レコー
ダは、少なくとも分電盤内で負荷電流、漏れ電流および
線間電圧を測定するため、同分電盤１内の所定被測定体
（配線）に接続される少なくとも１つの電圧プローブ
（センサ）１０および複数の電流クランプ（センサ）１
１と、これら電圧プローブ１０および電流クランプ１１
による各チャンネルの検出信号がそれぞれ入力されるレ
コーダ本体とを備えている。

【００２４】レコーダ本体は、電圧プローブ１０および
電流クランプ１１による各チャンネルの検出信号を所定
に増幅してディジタル変換する複数の入力ユニット１２
と、これらディジタル変換した波形データを取り込む波
形取込部（メモリコントローラ）１３と、上記分電盤１
に引き込まれる商用電源を監視する電源監視部１４と、
上記波形取込部１３で取り込んだ波形データを短時間的
にリング式に記録するとともに、上記取り込まれた波形
データに基づいて実効値データを算出し、その波形デー
タおよび実効値データに基づいて測定波形および測定実
効値の表示処理等を行うＣＰＵ１５と、上記波形データ
を記録するための波形データ記録部１６と、上記算出し
た実効値データを記録するための実効値データ部１７と
を備えている。

【００２５】また、この電源監視レコーダは、測定結果
（停電の原因、分析結果）等を表示、印字するモニタ
（ＬＣＤ）１８およびプリンタ１９と、キーボード２０
とからなる入出力装置２１を備えている。

【００２６】上記各チャンネルの入力ユニット１２は電
流および電圧を入力可能とするアンプ、Ａ／Ｄ変換器お
よびフォトカプラで構成されている。また、上記電源監
視部１４は分電盤１に引き込まれる電力（商用電源）と
基準値（スレッショルド電圧；例えば６０Ｖ乃至７０
Ｖ）とを比較し、同商用電源が基準値以下になったとき
にトリガを発生する構成になっており、かつ当該電源監
視レコーダの測定器内部に設けられている。

【００２７】また、図２および図３に示すように、上記
電流クランプ１１の電流出力がケーブル１１ａを介して
上記入力ユニット１２に接続されるが、そのケーブル１
１ａの一端部にはその電流出力を抵抗等によって電圧に
変換する電流−電圧変換器１１ｂが備えられており、し
たがって電流クランプ１１による検出電流（電流出力）
はケーブル１１ａを介して低インピーダンスの電流で変
換器１１ｂに送られる。

【００２８】上記変換器１１ｂは接続コネクタ１１ｃを
一体に備え、上記入力ユニット１２はその接続コネクタ
１１ｃに接続可能な接続プラグ１２ａを備えており、そ
れら接続コネクタ１１ｃと接続プラグ１２ａとがレコー
ダ本体の外部で接続可能になっており、そのため上記入
力ユニット１２の側面１２ｂが当該電源監視レコーダの
側面に現れるようになっている。

【００２９】また、図示しないが、上記変換器１１ｂは
出力電圧を調整する調整部を備えており、入力ユニット
１２のアンプ本体に合せて電流クランプ１１および変換
器１１ｂ側で出力電圧の調整が可能になっている。

【００３０】さらに、変換器１１ｂと入力ユニット１２
のアンプ（入力段）とはシールドされており、あるいは
その変換器１１ｂと入力ユニット１２のアンプとを含め
てシールドされ、例えば上記接続コネクタ１１ｃ，接続
プラグ１２ａを介すことにより一体的にシールドされて
いる。

【００３１】次に、上記構成の電源監視レコーダの動作
を詳しく説明すると、まず上記分電盤１内で負荷電流、
漏れ電流および線間電圧を検出するために、上記電圧プ
ローブ１０や電流クランプ１１を分電盤１の所定箇所に
接続する。

【００３２】この場合、上記電流クランプ１１は被測定
体（配線）に応じた種類のものを使用することになる
が、それら電流クランプ１１は開閉可能な一対のコアを
含むセンサ部分だけあり、変換器１１ｂと一体的でない
ことから、小型で、扱い易く、例えば狭い分電盤１内で
も容易に使用することができる。

【００３３】上記分電盤１内で所定箇所に配置された各
電流クランプ１１による検出電流はそれぞれケーブル１
１ａを介して変換器１１ｂに入力して電圧に変換され、
この変換器１１ｂの出力電圧はそれぞれ接続コネクタ１
１ｃおよび接続プラグ１２ａを介して入力ユニット１２
に入力される。

【００３４】このように、上記検出電流をケーブル１１
ａを介して当該電源監視レコーダの入力ユニット１２に
接続されている変換器１１ｂに入力し、この入力検出電
流を変換器１１ｂで電圧に変換していることから、その
ケーブル１１ａによる電圧降下を考慮する必要もなく、
また近接している変換器１１ｂと入力ユニット１２のア
ンプとが一体的にシールドされていることから、雑音に
対して強い入力処理ができ、ノイズの影響を受けること
もない。

【００３５】一方、上記電流クランプ１１の種類によ
り、また同種類の電流クランプ１１であっても感度にバ
ラツキがあり、このバラツキにより変換器１１ｂの出力
電圧が異なることもある。この場合、上記変換器１１ｂ
の調整部において例えば出力電圧をモニタを見ながら調
整すれば、入力ユニット１２のアンプを調整することな
く、その変換器１１ｂの出力電圧をその入力ユニット１
２に入力することができる。すなわち、入力ユニット１
２のアンプに対して、電流クランプ１１を交換しても後
述する測定結果が異なることもなく、電流クランプ１１
の互換性がとれる。

【００３６】これにより、後述する測定中に電流クラン
プ１１を交換する必要が生じた場合も、簡単に電流クラ
ンプ１１を交換することができ、しかも当該電源監視レ
コーダ内部にある入力ユニットのアンプの調整なしに、
それまでと同様の測定結果を得ることができ、測定を継
続することができる。

【００３７】ここで、上記分電盤１を介して電力が屋内
配線に取り込まれており、同分電盤１の電流制限器２、
配線用遮断器３や漏電遮断器４が作動していないものと
して、引き続きこの電源監視レコーダの動作を説明す
る。

【００３８】上記各チャンネルの電圧プローブ１０およ
び電流クランプ１１が分電盤１内の所定箇所に接続され
ていると、同分電盤１内で負荷電流、漏れ電流および線
間電圧が検出される。この各チャンネルの検出信号が上
記各入力ユニット１２に入力されていることから、所定
サンプリング周期で当該電源監視レコーダの処理可能な
波形データとされ、この各チャンネルの波形データが波
形取込部１３に取込まれることになる。

【００３９】そして、上記入出力装置２１にて任意の測
定項目（測定パターン）が選択され、また各チャンネル
のレンジ設定が行なわれて当該電源監視レコーダが測定
状態にされていると、上記取込まれた波形データが短時
間的にリング式に波形データ記録部１６に記録され、か
つその波形データにより算出した実効値データが長時間
的に実効値データ記録部１７に記録され、上記分電盤を
介して使用する電力の測定が行なわれる。

【００４０】当該電源監視レコーダの測定中にあって、
なんらかの原因（例えば停電）により分電盤１のブレー
カ（電流制限器２あるいは配線用遮断器３）が降りる
と、同分電盤１を介している電力の商用電源が基準値以
下となるため、上記電源監視部１４からは信号（トリ
ガ）が発生される。

【００４１】すると、上記トリガにより当該電源監視レ
コーダにおける測定が停止されるが、上記波形データ記
録部１６には上記停電までの３２０ｍｓの波形分の波形
データが記録されている。

【００４２】したがって、上記停電の後、当該電源監視
レコーダの電源が再投入されることにより、停電原因の
分析、表示ルーチンが実行され、上記波形データ記録部
１６には入力波形の所定波形数分の波形データが記録さ
れていることから、各チャンネルについてそれぞれ１波
形分の波形データにより停電時までの１波形分における
実効値が演算される。

【００４３】続いて、上記演算した各チャンネルの実効
値と予め設定した定格値（測定前に入力している定格
値）とがそれぞれ比較される。この定格値は各ブレーカ
２，３の定格電流値、漏電遮断器４の感度電流値および
固定の線間定格電圧値（１２０Ｖ）である。

【００４４】例えば、上記電圧プローブ１０による検出
波形の波形データの実効値（線間電圧の測定値）と上記
線間電圧値（１２０Ｖ）とが比較され、上記複数の電流
クランプ１１による検出波形データ（漏れ電流および負
荷電流）の実効値と感度電流値および定格電流値とがそ
れぞれ比較される。

【００４５】上記比較の結果により、上記線間電圧の測
定値（実効値）が１２０Ｖを越えている場合には欠相と
判断され、上記漏れ電流の測定値（実効値）が感度電流
を越えている場合には漏電と判断され、上記負荷電流の
測定値（実効値）が定格電流を越えている場合には過負
荷と判断され、同判断結果がＬＣＤ１８に表示されるた
め、上記停電の原因を容易に知ることができる。

【００４６】また、上記波形データ記録部１６に記録し
ている波形データに基づいて、目的に応じた波形の分
析、例えば高調波解析を行うことができ、かつ実効値デ
ータ記録部１７に記録している実効値データに基づいて
実効値の表示、印字処理を行うことができ、例えば各家
庭における長期的な使用電力をＬＣＤ１８に表示、プリ
ンタ１９でプリントアウトすることにより、その家庭の
長期的な電力使用状況を容易に知ることができる。

【００４７】なお、上記実施例では上記電流クランプ１
１および変換器１１ｂ等を電源監視レコーダに適用した
場合を例にして説明したが、他の装置、例えば波形記録
装置やメモリレコーダに適用しても、同様の作用、効果
を得ることができることは当然である。

【００４８】

【考案の効果】以上説明したように、この考案の電源監
視レコーダによれば、複数の電流クランプおよび少なく
とも１つの電圧プローブから、その検出信号をレコーダ
本体の入力ユニットに取り込むにあたって、電流クラン
プのケーブル端に接続されている上記入力ユニット用の
コネクタ部材に、同電流クランプによる検出電流を電圧
に変換するとともに、その電圧出力を任意に調整し得る
電流−電圧変換手段を一体に設けたことにより、被測定
体としての配線に接続する電流クランプをそのセンサ部
分のみとして小形で済ませられることから、扱い易く、
特に狭い分電盤内に配置する場合に有用である。

【００４９】また、同電流クランプによる検出電流をケ
ーブルを介して低インピーダンスで端部に設けた電流−
電圧変換手段に送って電圧に変換し、この変換された電
圧を一体的にシールドした入力ユニットに入力するよう
にしたことにより、同ケーブルによる電圧降下による影
響をなくすことができ、かつ雑音に対して強い入力処理
を行なうことができる。

【００５０】さらには、同ケーブルの端部に設けた電流
−電圧変換手段で出力電圧の調整が可能であることか
ら、つまり同電流−電圧変換手段の出力電圧を当該電源
監視レコーダの入力ユニットのアンプに合せることがで
きるため、電流クランプの互換性を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す電源監視レコーダの
概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示す電源監視レコーダの概略的斜視図で
ある。

【図３】図２に示す電源監視レコーダを説明する概略的
ブロック図である。

【図４】分電盤の概略的ブロック線図である。

【図５】図４に示す分電盤を介して使用する電力の交流
電圧、交流電流の概略的波形図である。

【図６】従来の波形記録装置の概略的ブロック線図であ
る。

【図７】従来の波形記録装置の概略的ブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１ 分電盤 ２ 電流制限器 ３ 配線用遮断器 ４ 漏電遮断器 １０ 電圧プローブ（センサ） １１ 電流クランプ（センサ） １１ａ ケーブル １１ｂ 変換器 １１ｃ 接続コネクタ １２ａ 接続プラグ １２ｂ 入力ユニットの側面 １２ 入力ユニット １３ 波形取込部（メモリコントローラ） １４ 電源監視部 １５ ＣＰＵ １６ 波形データ記録部 １７ 実効値データ記録部 １８ モニタ（ＬＣＤ） １９ プリンタ ２０ キーボード ２１ 入出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小暮 英二 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01D 9/00 G01R 1/22

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 分電盤内の所定の配線に取り付けられ、
   その負荷電流や漏れ電流を検出する複数の電流クランプ
   および上記所定の配線間の線間電圧を検出する少なくと
   も１つの電圧プローブと、上記各電流クランプおよび上
   記電圧プローブにて検出された検出信号を所定に増幅し
   てＡ／Ｄ変換する入力ユニットおよび同入力ユニットを
   介して入力された波形信号を記録する記録手段を含むレ
   コーダ本体とを備え、少なくとも上記各電流クランプの
   ケーブル端には、上記レコーダ本体の上記入力ユニット
   に対して着脱可能なコネクタ部材が設けられている電源
   監視レコーダにおいて、 上記各電流クランプの上記コネクタ部材には、同電流ク
   ランプによる検出電流を電圧に変換するとともに、その
   電圧出力を任意に調整し得る電流−電圧変換手段が一体
   に設けられている ことを特徴とする電源監視レコーダ。
2. 【請求項２】 上記電流−電圧変換手段および上記入力
   ユニットが電磁的にシールドされていることを特徴とす
   る請求項１に記載の電源監視レコーダ。