JP5346633B2 - 電力量計 - Google Patents

Description

本発明は被測定系の使用電力量等を測定する電力量計に関する。

従来より、一般家庭や工場、事業所等の需要家の使用電力量を測定する電力量計が普及
してきている。当該電力量計は被測定系の使用電流を測定する電流検出手段と、電圧を測
定する電圧検出手段と、使用電力を算出する乗算手段とを具備している。（例えば特許文
献１）

特開２００４−２２６０９４号公報（第１０頁、図２）

しかしながら、従来の電力量計の電流検出部は、電流トランスにより構成されていた。当
該電流トランスは大型な部品であり、電気的な構成部品のほとんどが半導体等の小型部品
にて構成されている電力量計にとっては、小型化やローコスト化に対する障害となってい
た。単相３線式電力量計等の多素子電力量計の場合、電力を測定するにあたり、第一線と
第三線の配電線に流れる電流を検出する必要がある。当該第一線と第三線の配電線は交流
２００ボルトの電位差があり、直流５ボルト程度の電圧を電源として動作している電力量
計では、配電線から電気的に絶縁されている電流検出手段が第一線と第三線の配電線両方
の電流検出に用いられる必要があった。当該電気的に絶縁されている電流検出手段として
は電流トランスが一般的であるが、当該電流トランスは大型の部品でありコストも高価で
あり、当該電流トランスを一つの電力量計内に複数用いたのでは、電力量計の小型化やロ
ーコスト化を実現し難いといった問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らした
、小型化やローコスト化が実現された電力量計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による電力量計は、被測定系の負荷に電力を供給する
複数の電力供給線のうち第一の電力供給線の電流値を検出する、前記第一の電力供給線と
電気的に絶縁されていない第一の電流検出手段と、前記複数の電力供給線のうち前記第一
の電力供給線と異なる第二の電力供給線の電流値を検出し、前記第二の電力供給線と電気
的に絶縁されている第二の電流検出手段と、前記第一の電流検出手段により検出された前
記第一の電力供給線の電流値と、前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電
力供給線の電流値から、前記複数の電力供給線のうち第三の電力供給線の電流値を算出す
る演算手段と、前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値
と、前記演算手段により算出された前記第三の電力供給線の電流値に基づき被測定系で使
用される電力量を演算する電力演算手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らすことができ、小
型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例１の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例２の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例２の変形例の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例３の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例３の電源部の構成を示す内部構成図

以下、本発明の実施例を説明する。

［実施例１］
本発明による電力量計の実施例１につき、図１を参照して説明する。図１は本発明によ
る電力量計の実施例１を示す内部構成図である。なお、本実施例は単相３線式の電力量計
について示されている。本発明は、本実施例に限らず三相３線式や三相４線式といった多
線式電力量計にも適用される。

なお、単相３線式の給電方式における各線を第一線、第二線、第三線と呼ぶことにする
。

端子部１０１は、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂や
ＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成か
らなり、外部の配電線（図中不示）を電力量計本体１００に接続する。端子部１０１は配
電線（図中不示）に接続される端子１Ｓ、２Ｓ、３Ｓ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌを有しており、
端子１Ｓ、端子２Ｓ、端子３Ｓは、電力供給会社から電力を受電する電源側配電線に、端
子１Ｌ、端子２Ｌ、端子３Ｌは、需要家内へ電力を供給する負荷側配電線に接続される。

導線１０２ａ、１０２ｂは、端子部１０１の端子１ＳとＩＬ間に設けられた銅等の金属か
らなる導電線で、外部の第一線側の電源側配電線と負荷側配電線を電気的に導通させる。

導線１０３ａ、１０３ｂは、端子部１０１の端子２Ｓと２Ｌ間に設けられた銅等の金属か
らなる導電線で、外部の第二線側の電源側配電線と負荷側配電線を電気的に導通させる。

導線１０４は、端子部１０１の端子３Ｓと３Ｌ間に設けられた銅等の金属からなる導電線
で、外部の第三線側の電源側配電線と負荷側配電線を電気的に導通させる。

電流検出部１０５は、電流トランス等の絶縁性を有する電流検出器により構成されており
、端子部１０１の端子１Ｓと端子１Ｌ間の導線１０２ａ、１０２ｂに流れる第一線側の電
流（Ａ１）を検出し、当該電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電流検出部１０５は、電流トランスの一形態として、一次側は導線１０２ａ、１０２ｂを
湾曲させて構成されたコイル、二次側は鉄心等のコアを有しないコイルやホール素子等の
磁気センサからなる、所謂空芯結合コイルにより構成されていてもよい。なお、電流検出
部１０５に空芯結合コイルが用いられた場合、当該空芯結合コイルの出力は端子１Ｓ−１
Ｌ間の導線１０２ａ、１０２ｂに流れる電流の微分値に正比例したものとなる。電流値に
正比例した信号を得るため、当該空芯結合コイルの後段に積分回路を設けたものが電流検
出部１０５とされる。

電流検出部１０６は、シャント抵抗器等により構成されており、端子部１０１の端子２Ｓ
と端子２Ｌ間の導線１０３ａ、１０３ｂに流れる第二線側の電流（Ａ２）を検出し、当該
電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電圧検出部１０７は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子１Ｓと端子２Ｓ間の電圧である第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）を検出し、当該電
圧に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。

電圧検出部１０８は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子３Ｓと端子２Ｓ間の電圧である第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）を検出し、当該電
圧に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。

なお、電圧検出部１０７、１０８は導線１０３ａの電位を基準とした低レベルの電圧信号
が出力されるように構成されているものとする。

演算部１０９は、演算増幅器からなる加減算回路等により構成されており、電流検出部１
０６から出力された第二線側の電流（Ａ２）に正比例した低レベルの電気信号と電流検出
部１０５から出力された第一線側の電流（Ａ１）に正比例した低レベルの電気信号から第
三線側の電流である（−（Ａ２＋Ａ１））を演算することにより、第三線側の電流（Ａ３
）に正比例した信号を出力する。

符号化部１１０は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ−デジタ
ル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、電流検出部１０５で
検出された導線１０２ａ、１０２ｂに流れる第一線側の電流（Ａ１）を符号化し、例えば
１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

符号化部１１１は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ−デジタ
ル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、演算部１０９から出
力された（−（Ａ２＋Ａ１））に正比例した信号、すなわち導線１０４に流れる第三線側
の電流（Ａ３）を符号化し、例えば１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

符号化部１１２、１１３は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ
−デジタル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、符号化部１
１２は電圧検出部１０７で検出された端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（Ｖ１）を、符号化部１１
３は電圧検出部１０８で検出された端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（Ｖ３）を、それぞれアナロ
グ−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

電力演算部１１４、１１５は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセ
ッサ）等により構成されており、電力演算部１１４は符号化部１１０により符号化された
第一線側の電流（Ａ１）に関するデジタルデータと、符号化部１１２により符号化された
第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）に関するデジタルデータとを乗算し、第一線と第二線間
の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１）に変換し出力し、電力演算部１１
５は符号化部１１１により符号化された第三線側の電流（Ａ３）に関するデジタルデータ
と、符号化部１１３により符号化された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）に関するデジタ
ルデータとを乗算し、第三線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ３・
Ｖ３）に変換し出力する。

制御部１１６は、マイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１１４、１
１５から出力されたデータを加算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ
１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を算出し、さらに当該算出結果を使用量データとして編集し、記
憶、表示、伝送を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量
ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

記憶部１１７は、ＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、使用量データを記
憶する。

表示部１１８は、液晶表示器等により構成されており、使用量データを制御部１１６の制
御のもと表示する。

通信部１１９は、電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成
されており、制御部１１６による制御のもと、使用量データを外部に送信する。

電源部１２０は、半導体回路等からなるドロッパ電源回路等により構成されており、第二
線の電位である導線１０３ａの電位を基準とした５ボルト、１２ボルト等の直流電圧を発
生し、電力量計本体１００内の各部に電源電圧を供給する。

次に、本実施例の動作について説明する。

電源部１２０は、半導体回路等からなるドロッパ電源回路等により構成されており、第二
線の電位である導線１０３ａの電位を基準とした５ボルト、１２ボルト等の直流電圧を発
生し、電力量計本体１００内の各部に電源電圧を供給している。電源部１２０は小型化、
低コスト化のためトランス等の大型な部品を用いておらず、トランジスタ等の半導体回路
からなるドロッパ等の回路により構成されている。従って電源部１２０は、フローティン
グ電源ではなく導線１０３ａの電位、つまり第二線側の電源側配電線の電位を基準とした
電圧を発生している。

電流検出部１０５は、端子部１０１の端子１Ｓと端子１Ｌ間の導線１０２ａ、１０２ｂに
流れる第一線側の電流（Ａ１）を検出し、当該電流に正比例した低レベルの電気信号に変
換し出力している。電流検出部１０５の後段の符号化部１１０は導線１０３ａの電位を基
準とした低レベルの直流電圧で動作しているため、仮に電流検出部１０５にシャント抵抗
器等の絶縁されていない電流検出部が用いられた場合、符号化部１１０に交流１００ボル
ト程度の電圧が印加されることになり符号化部１１０を含む後段回路が破壊されてしまう
。従って電流検出部１０５には導線１０２ａ、１０２ｂと絶縁された電流トランス等が採
用されている。

一方、電流検出部１０６は、シャント抵抗器等の絶縁性を有しない電流検出器により構成
されており、端子部１０１の端子２Ｓと端子２Ｌ間の導線１０３ａ、１０３ｂに流れる第
二線側の電流（Ａ２）を検出し、当該電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力
する。

単相３線式電力量計は電力（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を算出し電力量を累積演算するも
のであるところ、従来は、端子部１０１の端子３Ｓと端子３Ｌ間に流れる第三線側の電流
（Ａ３）を直接検出し、電力量の算出を行っていた。しかし、電力量計本体１００の内部
回路が第二線側の電源側配電線の電位を基準とした直流電圧を電源として動作しており、
第三線側の導線１０４に電流検出部を設けた場合、電流検出部として第三線側と絶縁され
た電流トランス等の大型で高価な部品が必要とされる。

そこで、本実施例においては、直接第三線側の電流（Ａ３）の電流を検出する代わりに第
二線側の電流（Ａ２）を検出し、当該第二線側の電流（Ａ２）と第一線側の電流（Ａ１）
から第三線側の電流（Ａ３）を算出することとした。各線の電流Ａ１、Ａ２、Ａ３はＡ１
＋Ａ３＝−Ａ２なる関係にあるからである。

電流検出部にて第二線側の電流（Ａ２）を検出するようにした場合、電流検出部１０６は
、小型かつ安価なシャント抵抗器等により構成されることが可能である。電流検出部１０
６から出力される信号は第二線側の電源側配電線の電位である導線１０３ａを基準とした
信号であり、符号化部１１０を含む後段回路は第二線の電位である導線１０３ａの電位を
基準とした低レベルの直流電圧を電源電圧として動作しているため当該信号が印加されて
も破壊されることがないからである。

演算部１０９は、電流検出部１０５にて検出された第一線側の電流（Ａ１）と電流検出部
１０６にて検出された第二線側の電流（Ａ２）を演算し、（−（Ａ２＋Ａ１））に正比例
した信号を出力する。各線の電流Ａ１、Ａ２、Ａ３はＡ１＋Ａ３＝−Ａ２なる関係にある
ため第三線側の電流（Ａ３）はＡ３＝（−（Ａ２＋Ａ１））となるからである。

電圧検出部１０７は、端子部１０１の１Ｓ−２Ｓ端子間に現れる電圧（第一線、第二線間
の電圧：１側電圧（Ｖ１））を検出し、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信
号に変換し出力する。第二線側の電圧を基準とした低レベルの電圧信号が得られるため、
電圧検出部１０７は、小型かつ低コストなアテネッタ等の分圧抵抗器により構成されるこ
とが可能である。

電圧検出部１０８は、端子部１０１の３Ｓ−２Ｓ端子間に現れる電圧（第三線、第二線間
の電圧：３側電圧（Ｖ３））を検出し、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信
号に変換し出力する。第二線側の電圧を基準とした低レベルの電圧信号が得られるため、
電圧検出部１０８は、小型かつ低コストなアテネッタ等の分圧抵抗器により構成されるこ
とが可能である。

符号化部１１０は、電流検出部１０５により出力された第一線側の電流（１側電流：Ａ１
）に正比例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデ
ジタルデータとして出力している。アナログーデジタル変換動作は、間欠的に例えば１０
００分の１秒ごとに行われている。

符号化部１１１は、演算部１０９により出力された第三線側の電流（３側電流：Ａ３）に
正比例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデジタ
ルデータとして出力している。アナログーデジタル変換動作は、間欠的に例えば１０００
分の１秒ごとに行われている。

符号化部１１２は、電圧検出部１０７により出力された第一線、第二線間の電圧（１側電
圧；Ｖ１）に正比例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば１６ｂ
ｉｔのデジタルデータとして出力している。アナログーデジタル変換動作は、間欠的に例
えば１０００分の１秒ごとに行われている。

符号化部１１３は、電圧検出部１０８により出力された第三線、第二線間の電圧（３側電
圧；Ｖ３）に正比例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば１６ｂ
ｉｔのデジタルデータとして出力している。アナログーデジタル変換動作は、間欠的に例
えば１０００分の１秒ごとに行われている。

電力演算部１１４は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等
により構成されており、符号化部１１０から出力された１側電流（Ａ１）に関するデジタ
ルデータと、符号化部１１２から出力された１側電圧（Ｖ１)に関するデジタルデータと
を乗算し、第一線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１）に変
換し制御部１１６に対し出力する。

電力演算部１１５は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等
により構成されており、符号化部１１１から出力された３側電流（Ａ３）に関するデジタ
ルデータと、符号化部１１３から出力された３側電圧（Ｖ３)に関するデジタルデータと
を乗算し、第三線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ３・Ｖ３）に変
換し制御部１１６に対し出力する。

制御部１１６はマイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１１４、１１
５から出力された第一線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１
）と第三線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ３・Ｖ３）とを加算し
、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を算出し、
使用量データを編集する。ここで使用量データとは需要家の総積算使用電力量ならびに各
時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。制御部１１６は編
集した使用量データを記憶部１１７に記憶させ、表示部１１８に表示させる。

また、制御部１１６は、外部装置からの通信による要求があった場合に、または、電力
量計本体に設けられたスイッチ（図中不示）が押された場合に、当該使用量データを通信
部１１９を介し伝送する。

通信部１１９は電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成さ
れており、制御部１１６による制御のもと、外部装置との通信を行う。通信部１１９は外
部装置からの通信による要求に応じ、使用量データを送出する。

記憶部１１７はＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、制御部１１６による
制御のもと、使用量データ等のデータを記憶する。

表示部１１８は液晶表示器等により構成されており、制御部１１６による制御のもと、使
用量データ等のデータを表示する。

本実施例を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らすことができ
、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。本実施例によれ
ば、絶縁型の電源トランス等の大型の電源部品を用いることなく電源１２０を構成するこ
とができ、かつ絶縁型の電流トランス等の大型の電流検出器を用いることなく電流検出部
１０６を構成することができるので、小型、ローコストな電力量計を構成することができ
る。

電流検出部１０５は電流トランスの一形態として、一次側を端子１Ｓ−１Ｌ間の導線を湾
曲させて構成されたコイル、二次側を鉄心等のコアを有しないコイルやホール素子等の磁
気センサとした、所謂空芯結合コイルにより構成されていてもよい。なお、電流検出部１
０５に空芯結合コイルが用いられた場合、当該空芯結合コイルの出力は端子１Ｓ−１Ｌ間
の導線に現れる電流の微分値に正比例したものとなる。電流値に正比例した信号を得るた
め、空芯結合コイルの後段に積分回路を設けたものが電流検出部１０５とされる。前記の
ように構成されることにより、第一線側の電流（Ａ１）配電線と内部回路とが絶縁される
。

以上のように本発明を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らす
ことができ、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。

［実施例２］
本発明による電力量計の実施例２について図２を参照して説明する。なお、この実施例
２の各部について図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号で示されて
いる。
この実施例２が、実施例１と相違する点は、第三線・第二線間で消費される電力を測定す
るにあたり、実施例１では電流検出部１０６にて検出された第二線側の電流（Ａ２）と、
電圧検出部１０８にて検出された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）をもとに電力を算出し
ていたのに対し、実施例２では、電流検出部２０２にて検出された第三線側の電流（Ａ３
）と、電圧検出部２０４にて検出された第三線と第一線間の電圧（Ｖ１＋Ｖ３）をもとに
電力を算出している点である。

電源部２０６は、半導体回路等からなるドロッパ電源回路等により構成されており、第一
線の電位である導線１０２ａの電位を基準とした５ボルト、１２ボルト等の直流電圧を発
生し、電力量計本体２００内の各部に電源電圧を供給している。電源部２０６は小型化、
低コスト化のためトランス等の大型な部品を用いておらず、トランジスタ等の半導体回路
からなるドロッパ等の回路により構成されている。従って電源部２０６は、フローティン
グ電源ではなく、導線１０２ａの電位である第一線側の電源側配電線の電位を基準とした
電圧を発生している。

電流検出部２０１は、シャント抵抗器等により構成されており、端子部１０１の端子１Ｓ
と端子１Ｌ間の導線１０２ａ、１０２ｂに流れる第一線側の電流（Ａ１）を検出し、当該
電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電流検出部２０２は、電流トランス等の絶縁性を有する電流検出器により構成されており
、端子部１０１の端子３Ｓと端子３Ｌ間の導線１０４ａ、１０４ｂに流れる第三線側の電
流（Ａ３）を検出し、当該電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電流検出部２０２は、電流トランスの一形態として、一次側は導線１０４ａ、１０４ｂを
湾曲させて構成されたコイル、二次側は鉄心等のコアを有しないコイルやホール素子等の
磁気センサからなる、所謂空芯結合コイルにより構成されていてもよい。なお、電流検出
部２０２に空芯結合コイルが用いられた場合、当該空芯結合コイルの出力は端子３Ｓ−３
Ｌ間の導線１０４ａ、１０４ｂに流れる電流の微分値に正比例したものとなる。電流値に
正比例した信号を得るため、当該空芯結合コイルの後段に積分回路を設けたものが電流検
出部２０２とされる。

電圧検出部２０３は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子２Ｓと端子１Ｓ間の電圧である第二線と第一線間の電圧（Ｖ１）を検出し、当該電
圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電圧検出部２０４は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子３Ｓと端子１Ｓ間の電圧である第三線と第一線間の電圧（Ｖ１＋Ｖ３）を検出し、
当該電圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

なお、電圧検出部２０３、２０４は導線１０２ａの電位を基準とした低レベルの電圧信号
が出力されるように構成されているものとする。

演算部２０５は、演算増幅器からなる加減算回路等により構成されており、電圧検出部２
０４から出力された第三線と第一線間の電圧（Ｖ１＋Ｖ３）に正比例した低レベルの電気
信号と電圧検出部２０３から出力された第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）に正比例した低
レベルの電気信号を演算することにより、第三線と第二線側の電圧（Ｖ３）に正比例した
信号を出力する。

符号化部１１０は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ−デジタ
ル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、電流検出部２０１で
検出された導線１０２ａ、１０２ｂに流れる第一線側の電流（Ａ１）を符号化し、例えば
１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

符号化部１１１は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ−デジタ
ル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、電流検出部２０１で
検出された導線１０４ａ、１０４ｂに流れる第三線側の電流（Ａ３）を符号化し、例えば
１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

符号化部１１２、１１３は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ
−デジタル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、符号化部１
１２は電圧検出部２０３で検出された第二線と第一線間の電圧（Ｖ１）を、符号化部１１
３は演算部２０５から出力された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）を、それぞれアナログ
−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

電力演算部１１４は符号化部１１０により符号化された第一線側の電流（Ａ１）に関する
デジタルデータと、符号化部１１２により符号化された第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）
に関するデジタルデータとを乗算し、第一線と第二線間の使用電力に正比例したデジタル
データ（Ａ１・Ｖ１）に変換し出力する。

電力演算部１１５は符号化部１１１により符号化された第三線側の電流（Ａ３）に関する
デジタルデータと、符号化部１１３により符号化された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）
に関するデジタルデータとを乗算し、第三線と第二線間の使用電力に正比例したデジタル
データ（Ａ３・Ｖ３）に変換し出力する。

制御部１１６は、マイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１１４、１
１５から出力されたデータを加算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ
１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を算出し、さらにこの算出結果を使用量データとして編集し、記
憶、表示、伝送を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量
ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

記憶部１１７は、ＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、使用量データを記
憶する。

表示部１１８は、液晶表示器等により構成されており、使用量データを制御部１１６の制
御のもと表示する。

通信部１１９は、電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成
されており、制御部１１６による制御のもと、使用量データを外部に送信する。

本実施例を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らすことができ
、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。本実施例によれ
ば、絶縁型の電源トランス等の大型の電源部品を用いることなく電源２０６を構成するこ
とができ、かつ絶縁型の電流トランス等の大型の電流検出器を用いることなく電流検出部
２０１を構成することができるので、小型、ローコストな電力量計を構成することができ
る。

また図３に示すように第三線・第二線間で消費される電力を測定するにあたり、電流検出
部３０１にて検出された第二線側の電流（Ａ２）と電流検出部２０１にて検出された第一
線側の電流（Ａ１）とから、第三線側の電流（Ａ３）を演算部３０２にて算出し、電圧検
出部２０４にて検出された第三線と第一線間の電圧（Ｖ３＋Ｖ１）と、第二線と第一線間
の電圧（Ｖ１）とから、第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）を演算部２０５にて算出し、電
力を算出してもよい。

電流検出部３０１は、電流トランス等の絶縁性を有する電流検出器により構成されており
、端子部１０１の端子２Ｓと端子２Ｌ間の導線１０３ａ、１０３ｂに流れる第二線側の電
流（Ａ２）を検出し、当該電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

演算部３０２は、演算増幅器からなる加減算回路等により構成されており、電流検出部３
０１から出力された第二線側の電流（Ａ２）に正比例した低レベルの電気信号と電流検出
部２０１から出力された第一線側の電流（Ａ１）に正比例した低レベルの電気信号から第
三線側の電流である（−（Ａ２＋Ａ１））を演算することにより、第三線側の電流（Ａ３
）に正比例した信号を出力する。

本実施例を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らすことができ
、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。本実施例によれ
ば、絶縁型の電源トランス等の大型の電源部品を用いることなく電源２０６を構成するこ
とができ、かつ絶縁型の電流トランス等の大型の電流検出器を用いることなく電流検出部
２０１を構成することができるので、小型、ローコストな電力量計を構成することができ
る。

以上のように本発明を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らす
ことができ、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。

［実施例３］
本発明による電力量計の実施例３について図４を参照して説明する。なお、この実施例
３の各部について図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号にて示され
ている。
この実施例３が、実施例１と相違する点は、第一線側の電流（Ａ１）を検出するにあたり
、実施例１では、電流トランス等からなる電流検出部１０５にて当該電流を検出し符号化
部１１０にて符号化していたのに対し、実施例３では、電流検出部４０１にて当該電流を
検出し、符号化部４０２にて符号化した後、送信部４０３にて無線電波や磁気信号や光信
号に変換された信号を送信し、受信部４０４にて受信している点である。

電流検出部４０１は、シャント抵抗器等により構成されており、端子部１０１の端子１Ｓ
と端子１Ｌ間の導線１０２ａ、１０２ｂに流れる第一線側の電流（Ａ１）を検出し、当該
電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

符号化部４０２は、電流検出部４０１により出力された第一線側の電流（１側電流：Ａ１
）に正比例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデ
ジタルデータとして出力している。アナログーデジタル変換動作は、間欠的に例えば１０
００分の１秒ごとに行われている。

送信部４０３は、無線電波送信回路や磁気信号送信回路、光信号送信回路等により構成さ
れており、符号化部４０２により符号化された第一線側の電流（Ａ１）にかかるデジタル
データを、無線電波や磁気信号、光信号に変換して送信する。

受信部４０４は、無線電波受信回路や磁気信号受信回路、光信号受信回路等により構成さ
れており、送信部４０３により送信された無線電波や磁気信号、光信号を受信し、第一線
側の電流（Ａ１）にかかるデジタルデータに復元する。

電流検出部１０６は、シャント抵抗器等により構成されており、端子部１０１の端子２Ｓ
と端子２Ｌ間の導線１０３ａ、１０３ｂに流れる第二線側の電流（Ａ２）を検出し、当該
電流に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

符号化部１１１は電流検出部１０６で検出された第二線側の電流（Ａ２）を、アナログ−
デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力している。アナログーデ
ジタル変換動作は、間欠的に例えば１０００分の１秒ごとに行われている。

演算部４０５は、カウンタ回路等からなるデジタル加減算回路等により構成されており、
符号化部１１１から出力された第二線側の電流（Ａ２）にかかるデジタルデータと受信部
４０４から出力された第一線側の電流（Ａ１）にかかるデジタルデータから第三線側の電
流である（−（Ａ２＋Ａ１））を演算することにより、第三線側の電流（Ａ３）にかかる
デジタルデータを出力する。

電圧検出部１０７は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子１Ｓと端子２Ｓ間の電圧である第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）を検出し、当該電
圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

電圧検出部１０８は、アテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、端子部１０１
の端子３Ｓと端子２Ｓ間の電圧である第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）を検出し、当該電
圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。

なお、電圧検出部１０７、１０８は導線１０３ａの電位を基準とした低レベルの電圧信号
が出力されるように構成されているものとする。

符号化部１１２、１１３は、デルタ−シグマ変調器やデルタ変調器等の１ｂｉｔアナログ
−デジタル変換器を含むアナログ−デジタル変換器等により構成されており、符号化部１
１２は電圧検出部１０７で検出された第一線と第二線間の電圧（Ｖ１）を、符号化部１１
３は電圧検出部１０８で検出された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）を、それぞれアナロ
グ−デジタル変換し、例えば１６ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

電力演算部１１４、１１５は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセ
ッサ）等により構成されており、電力演算部１１４は受信部４０４から出力された第一線
側の電流（Ａ１）に関するデジタルデータと、符号化部１１２により符号化された第一線
と第二線間の電圧（Ｖ１）に関するデジタルデータとを乗算し、第一線と第二線間の使用
電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１）に変換し出力し、電力演算部１１５は演
算部４０５により出力された第三線側の電流（Ａ３）に関するデジタルデータと、符号化
部１１３により符号化された第三線と第二線間の電圧（Ｖ３）に関するデジタルデータと
を乗算し、第三線と第二線間の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ３・Ｖ３）に変
換し出力する。

制御部１１６は、マイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１１４、１
１５から出力されたデータを加算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ
１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を算出し、この算出結果を使用量データとして編集し、記憶、表
示、伝送を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量ならび
に各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

記憶部１１７は、ＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、使用量データを記
憶する。

表示部１１８は、液晶表示器等により構成されており、使用量データを制御部１１６の制
御のもと表示する。

通信部１１９は、電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成
されており、制御部１１６による制御のもと、使用量データを外部に送信する。

電源部４０６は、半導体回路等からなるドロッパ電源回路等を内臓しており、第二線の電
位である導線１０３ａの電位を基準とした５ボルト、１２ボルト等の直流電圧を発生し、
電力量計本体１００内の符号化部４０２、送信部４０３を除く各部に電源電圧を供給する
。

また、電源部４０６は、図５に示す電源回路を内蔵しており符号化部４０２、送信部４０
３に電源電圧の供給を行っている。電源部４０６は内部にトランス５０１と整流回路５０
２を有しており、トランス５０１の１次側には制御部１１６から常時発信されているクロ
ック状のパルスが入力されている。トランス５０１の２次側にはトランス５０１の１次側
と電気的に絶縁された交流電圧が出力される。整流回路５０２ではトランス５０１から出
力された交流電圧が直流電圧に変換され、当該直流電圧は符号化部４０２、送信部４０３
の電源電圧として供給される。整流回路５０２から出力された電圧は、第二線側の電源側
配電線の電位（導線１０３ａの電位）から絶縁されておりフローティング電源となる。電
流検出部４０１はシャント抵抗器等絶縁性を有しない電流検出素子からなるため、第一線
の電位近傍の電位となる。このため符号化部４０２、送信部４０３も第一線の電位近傍の
電位となるが、整流回路５０２から出力された電圧は、第二線側の電源側配電線の電位（
導線１０３ａの電位）から絶縁されておりフローティング電源であるため、符号化部４０
２、送信部４０３への電源供給が可能となる。

本実施例を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らすことができ
、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。本実施例によれ
ば、絶縁型の電流トランス等の大型の電流検出器を用いることなく電流検出部４０１なら
びに電流検出部１０６を構成することができるので、小型、ローコストな電力量計を構成
することができる。また、電源部４０６に内蔵される電源用のトランス５０１は、符号化
部４０２、送信部４０３のみの電源電流を供給する容量ですむため小型なトランスで構成
することが可能で、電力量計全体として小型化、ローコスト化することが可能である。

本実施例を用いれば、電流検出部４０１に、シャント抵抗や絶縁性能の低い電流センサを
用いた場合でも、電流検出部４０１と内部回路とを電気的に絶縁することができる。

電流検出部４０１は、電流検出部１０６と同電位の内部回路から、送信部４０３、受信部
４０４により電気的に絶縁される。このため電流検出部４０１に電流トランスよりも小型
で安価なシャント抵抗器を用いることが可能であり、電力量計全体として回路を小型化す
ることができる。

以上のように本発明を用いれば、大型部品にて構成された電流検出器の搭載数量を減らす
ことができ、小型化、ローコスト化が実現された電力量計を提供することができる。

１００ 電力量計本体
１０１ 端子部
１０２ａ、１０２ｂ 導電線
１０３ａ、１０３ｂ 導電線
１０４ａ、１０４ｂ 導電線
１０５ 電流検出部
１０６ 電流検出部
１０７、１０８ 電圧検出部
１０９ 演算部
１１０、１１１、１１２、１１３ 符号化部
１１４、１１５ 電力演算部
１１６ 制御部
１１７ 記憶部
１１８ 表示部
１１９ 通信部
１２０ 電源部
２００ 電力量計本体
２０１ 電流検出部
２０２ 電流検出部
２０３、２０４ 電圧検出部
２０５ 演算部
２０６ 電源部
３００ 電力量計本体
３０１ 電流検出部
３０２ 演算部
４００ 電力量計本体
４０１ 電流検出部
４０２ 符号化部
４０３ 送信部
４０４ 受信部
４０５ 演算部
４０６ 電源部
５０１ トランス
５０２ 整流回路

Claims (9)

1. 被測定系の負荷に電力を供給する複数の電力供給線のうち、第一の電力供給線の電流値を
   検出する、前記第一の電力供給線と電気的に絶縁されていない第一の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線と異なる第二の電力供給線の電流値
   を検出し、前記第二の電力供給線と電気的に絶縁されている第二の電流検出手段と、
   前記第一の電流検出手段により検出された前記第一の電力供給線の電流値と、前記第二の
   電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値から、前記複数の電力供給
   線のうち第三の電力供給線の電流値を算出する演算手段と、
   前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値と、前記演算手
   段により算出された前記第三の電力供給線の電流値に基づき被測定系で使用される電力量
   を演算する電力演算手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
2. 被測定系の負荷に電力を供給する複数の電力供給線のうち、第一の電力供給線の電位を基
   準とした電圧を発生する電源と、
   前記第一の電力供給線の電流値を検出する、前記第一の電力供給線と電気的に絶縁されて
   いない第一の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線と異なる第二の電力供給線の電流値
   を検出し、前記第二の電力供給線と電気的に絶縁されている第二の電流検出手段と、
   前記第一の電流検出手段により検出された前記第一の電力供給線の電流値と、前記第二の
   電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値から、前記複数の電力供給
   線のうち第三の電力供給線の電流値を算出する演算手段と、
   前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値と、前記演算手
   段により算出された前記第三の電力供給線の電流値に基づき被測定系で使用される電力量
   を演算する電力演算手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
3. 前記第一の電流検出手段はシャント抵抗器であることを特徴とする請求項１または２に記載の電力量計。
4. 前記第二の電流検出手段は、空気をコアとする空芯コイルからなることを特徴とする請求項１または２に記載の電力量計。
5. 前記第一の電流検出手段は、
   電流値を検出するシャント抵抗器と、
   前記シャント抵抗器により検出された電流値を無線信号に変換し送信する送信手段と、
   前記送信手段により送信された無線信号を受信する受信手段と
   を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の電力量計。
6. 前記送信手段へ電力を供給する電源は、
   クロック状のパルスを発生するパルス発生手段と、
   前記パルス発生手段により発生されたパルスを一次側に入力されるトランスと、
   前記トランスの二次側から出力される信号を整流する整流回路と
   を具備したことを特徴とする請求項５記載の電力量計。
7. 被測定系の負荷に電力を供給する複数の電力供給線のうち、第一の電力供給線の電流値を
   検出する、前記第一の電力供給線と電気的に絶縁されていない第一の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線と異なる第二の電力供給線の電流値
   を検出し、前記第二の電力供給線と電気的に絶縁されている第二の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線ならびに前記第二の電力供給線と異
   なる第三の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値を検出する第一の電圧検出手段
   と、
   前記第二の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値を検出する第二の電圧検出手段
   と、
   前記第一の電圧検出手段により検出された前記第三の電力供給線と前記第一の電力供給線
   間の電圧値と、前記第二の電圧検出手段により検出された前記第二の電力供給線と前記第
   一の電力供給線間の電圧値から、前記第二の電力供給線と前記第三の電力供給線間の電圧
   値を算出する演算手段と、
   前記第一の電流検出手段により検出された前記第一の電力供給線の電流値と前記第一の電
   圧検出手段により検出された前記第三の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値の
   積と、前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値と前記演
   算手段により算出された前記第二の電力供給線と前記第三の電力供給線間の電圧値の積と
   を算出し、被測定系で使用される電力量を演算する電力演算手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
8. 被測定系の負荷に電力を供給する複数の電力供給線のうち、第一の電力供給線の電位を基
   準とした電圧を発生する電源と、
   前記第一の電力供給線の電流値を検出する、前記第一の電力供給線と電気的に絶縁されて
   いない第一の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線と異なる第二の電力供給線の電流値
   を検出し、前記第二の電力供給線と電気的に絶縁されている第二の電流検出手段と、
   前記複数の電力供給線のうち、前記第一の電力供給線ならびに前記第二の電力供給線と異
   なる第三の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値を検出する第一の電圧検出手段
   と、
   前記第二の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値を検出する第二の電圧検出手段
   と、
   前記第一の電圧検出手段により検出された前記第三の電力供給線と前記第一の電力供給線
   間の電圧値と、前記第二の電圧検出手段により検出された前記第二の電力供給線と前記第
   一の電力供給線間の電圧値から、前記第二の電力供給線と前記第三の電力供給線間の電圧
   値を算出する演算手段と、
   前記第一の電流検出手段により検出された前記第一の電力供給線の電流値と前記第一の電
   圧検出手段により検出された前記第三の電力供給線と前記第一の電力供給線間の電圧値の
   積と、前記第二の電流検出手段により検出された前記第二の電力供給線の電流値と前記演
   算手段により算出された前記第二の電力供給線と前記第三の電力供給線間の電圧値の積と
   を算出し、被測定系で使用される電力量を演算する電力演算手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
9. 前記第一の電圧検出手段は前記第一の電力供給線を基準とした電圧信号を出力する抵抗分圧回路からなり、前記第二の電圧検出手段は前記第一の電力供給線を基準とした電圧信号を出力する抵抗分圧回路からなることを特徴とする請求項７または８に記載の電力量計。

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