KR20150119157A - 계측 장치 및 설치 유닛 - Google Patents

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히로시 이마이
히로유키 도쿠사키
야스히로 가와바타
고로 가와카미
아츠히로 오카무라
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Abstract

전력선(2)의 피복에 설치하고, 전력선(2)의 도체와 비접촉으로 결합시키기 위한 프로브(6)에 발생하는 전력선(2)의 전압에 따른 전류에 의해 얻어지는 전압을 계측하는 계측 회로(4)를 센서 하우징(5)에 설치하고, 계측 회로(4)의 신호용 접지 라인(7)을 금속판(8)에 접속하고, 전력선(2)이 배선되고, 절연 부재인 수지로 형성된 센서 하우징(5)을 통하여 대지에 접지된 분전반 하우징(1)과, 금속판(8)과의 사이에서 소정의 정전 용량을 형성하고, 정전 용량을 통하여 노이즈 전류를 대지에 흘림으로써 계측 회로(4)에 흐르는 노이즈 전류를 저감시킬 수 있다.

Description

계측 장치 및 설치 유닛 {MEASUREMENT DEVICE AND MOUNTING UNIT}
본 발명은 전력선에 비접촉으로 설비의 전압, 소비 전력을 계측하는 계측 장치 및 계측 장치를 외부의 분전반 등에 설치하기 위한 설치 유닛에 관한 것이다.
에너지 절약의 관점에서, 설비의 소비 전력을 개별적으로 미세하게 계측하는 것이 요구되고 있다. 전력을 측정하기 위해서는, 전압을 계측할 필요가 있다. 그로 인해 전력선에 직접 결선을 하고자 하면, 전기 공사가 필요하게 되고, 장치를 정지시켜야만 한다. 이것을 회피하기 위해, 전력선의 배선 피복 위로부터 전극을 압박 접촉하여 용량 결합을 이용하여 비접촉으로 전압을 계측하는 방법이 있다. 이 방법을 사용하여 센서를 전기 공사 없이 설치하기 위해서는, 센서 회로의 GND는 대지의 GND와 접속할 수 없다.
전력을 계측하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 연산 증폭기를 사용하여 실드와 프로브간의 전위차를 제로로 하여 부유 용량에 의한 영향을 배제하는 비접촉 전압 계측 방법에 대해 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 비접촉 전압 측정 전극에서 측정한 전압 신호의 위상차를 측정하여 절연 전선의 전압 신호의 위상을 구하여 보정함으로써 정밀도를 향상시킨 비접촉 전압 측정 장치에 대해 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 검출 신호와 참조 전위의 차분값을 산출하고, 가변 용량 회로에 의해 피드백 루프의 이득을 제어하는 전압 측정 장치에 대해 기재되어 있다.
상기한 어느 방법을 사용하는 경우에 있어서, 외부의 노이즈원과 계측 회로의 신호용 접지 라인이 용량 결합되어 버리거나, 또는 신호용 접지 라인과 대지의 정전 용량(부유 용량)이 변동됨으로써 센서 출력이 변동되어 버리거나, 계측 정밀도에 악영향을 미친다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 제3761470호 일본 특허 제4251961호 일본 특허 제4629625호
따라서, 본 발명은 배선 공사를 전혀 필요로 하지 않고, 센서 출력에 있어서의 노이즈의 혼입을 방지할 수 있는 계측 장치 및 계측 장치를 외부의 분전반 등에 설치하기 위한 설치 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 계측 장치이며, 전력선과 전자기 결합에 의해 전류를 발생시키기 위한 센서와, 전력선의 전압에 따라 센서에 발생하는 전류에 의해 얻어지는 전압, 전력 중 어느 하나를 계측하기 위한 계측 회로와, 계측 회로의 신호용 접지 라인과 전기적으로 접속된 도전 부재와, 도전 부재를 외부 도전체에 근접시키고, 또한 도전 부재를 외부 도전체와 절연하기 위한 절연 부재를 구비한다.
본 발명에서는, 계측 회로를 외부 도전체에 설치하여 전압, 전력 중 어느 하나의 계측이 가능해진다.
보다 바람직하게는, 도전 부재는, 절연 부재를 통하여 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성한다. 도전 부재에 의해, 절연 부재를 통하여 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성하고, 이 정전 용량을 통하여 노이즈 전류를 대지에 흘림으로써 계측 회로에 흐르는 노이즈 전류를 저감시킬 수 있으므로, 도전 부재를 대지에 접지하기 위한 공사를 할 필요가 없고, 고도의 전기 설비의 지식을 갖지 않은 것이라도 용이하게 설치하는 것이 가능하게 되어, 노이즈의 영향을 적게 하여 고정밀도로 전압, 전력 중 어느 하나의 계측이 가능해진다.
보다 바람직하게는, 도전 부재와 외부 도전체의 상대 위치를 고정한다.
보다 바람직하게는, 도전 부재는, 자석이다. 자석에 의해 계측 회로를 외부 도전체에 고정할 수 있다.
본 발명의 다른 국면은, 전압, 전류 또는 전력을 계측하기 위한 계측 회로를 대지에 접지되어 있는 외부 도전체에 설치하기 위한 설치 유닛이며, 계측 회로의 신호용 접지와 전기적으로 접속되는 도전 부재와, 도전 부재와 접촉하여 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성하기 위한 절연 부재를 구비한다.
이 설치 유닛을 사용함으로써, 시판 중인 계측 장치를 외부의 장치에 용이하게 설치하는 것이 가능해지고, 노이즈의 영향을 배제하여 전압, 전력 등을 고정밀도로 계측할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배선 공사를 전혀 필요로 하지 않고, 센서 출력에 있어서의 노이즈의 혼입을 방지하여 고정밀도로 전압, 소비 전력을 계측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치에 있어서의 노이즈를 저감시키는 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 센서 하우징과 분전반 하우징을 자석으로 결합한 경우의 노이즈량을 나타내는 도면 및 센서 하우징을 분전반 하우징에 설치하지 않은 경우의 노이즈량을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치에 의한 노이즈 저감의 효과를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시한 정전 용량과 노이즈 레벨의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 정전 용량과 노이즈 피크 전압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태로서 2개의 센서를 사용하여 차동 계측하는 예를 도시하는 등가 회로도이다.
도 8은 도 7에 도시한 실시 형태의 등가 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태 계측 장치를 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태의 계측 장치를 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 그 외의 실시 형태의 계측 장치를 도시하는 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치로 소비 전력을 계측하는 예에 대해 설명하지만, 소비 전력으로 한정하는 일 없이 전압을 계측하는 경우에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치의 블록도이다. 도 1에 있어서, 분전반 하우징(1)은 내부에 단자반(11) 등을 내장하고 있고, 전력선(2)을 통해 입력되는 교류 전압을 복수의 전력 분배선(3)으로 분배한다. 전력 분배선(3)은 도시하지 않은 각종 전기 기기에 접속된다. 분전반 하우징(1)은 철 등의 강자성체로 형성되어 대지(GND)에 접속되어 있고, 외부 도전체로서 작동한다. 전력선(2)으로부터 공급되는 전력을 계측하기 위해 계측 회로(4)가 분전반 하우징(1) 내에 설치된다.
계측 회로(4)는 센서 하우징(5)에 수납되어 있다. 계측 회로(4)에는 센서의 일례로서 작동하는 프로브(6)가 접속되어 있고, 프로브(6)는 전력선(2)과 전자기 결합함으로써 전류를 발생시킨다. 또한, 프로브(6)는 전력 분배선(3)과 전자기 결합하고, 전력 분배선(3)에서 분배되는 전기 기기의 소비 전력을 계측해도 된다.
계측 회로(4)는 프로브(6)에 의해 취출된 전력선(2)의 전압에 따라 흐르는 전류를 계측한다. 센서 하우징(5)에는, 계측 회로(4)의 신호용 접지 라인(7)에 전기적으로 접속되는 도전 부재로서 작동하는 금속판(8)이 설치되어 있다. 센서 하우징(5)은 절연 부재로서 작동하는 수지를 성형하여 구성되어 있고, 자석(9)이 센서 하우징(5)의 측면 또는 바닥면에 고정되어 있고, 센서 하우징(5)은 분전반 하우징(1)의 측벽 내측에 자석(9)에 의해 흡착된다. 분전반 하우징(1)은 강자성체로 형성되어 있으므로, 자석(9)에 의해 분전반 하우징(1)을 견고하게 흡인할 수 있어, 센서 하우징(5)이 분전반 하우징(1)으로부터 벗겨질 우려를 적게 할 수 있다.
금속판(8)은 구리, 알루미늄을 재료로 하고, 판상(다수의 구멍을 펀칭해도 됨), 봉상, 철망상으로 형성되어 있지만, 복수로 분할되어 있어도 각각이 전기적으로 접속되어 있으면 된다. 또한, 금속판(8)은 철, 코발트, 니켈, 가돌리늄 등 재료로 한 자석으로 하는 것도 가능하다. 금속판(8)은 대지에 접지된 외부 도전체로서 작동하는 분전반 하우징(1)과 대향하여 설치되고, 절연 부재인 수지로 형성한 센서 하우징(5)을 통하여 분전반 하우징(1)과 금속판(8) 사이에서 정전 용량(10)이 형성된다. 정전 용량(10)은 노이즈를 저감시키는 작용을 이룬다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치에 있어서의 노이즈를 저감시키는 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 1, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태의 동작에 대해 설명한다. 프로브(6)를 분전반 하우징(1) 내에서 전력선(2)에 접근시키면, 도 2에 도시한 바와 같이 프로브(6)로부터 전력선(2)에 가해져 있는 전압 VN에 따라 흐르는 전류에 비례하는 출력 신호가 취출된다.
프로브(6)와 신호용 접지 라인(7) 사이에 검출 저항 Rs가 접속되어 있고, 검출 저항 Rs와 신호용 접지 라인(7) 사이에 발생하는 전압이 계측 회로(4)의 입력 신호가 된다. 이 입력 신호에 다양한 외부 노이즈가 혼입되어 있고, 이 외부 노이즈가 계측 회로(4)에 혼입된다. 도 2에 있어서, 외부 노이즈는, 노이즈원(11)으로부터 전압 Vn의 노이즈가 부유 용량 Cf1을 통해 혼입되어 있는 것으로서 나타내고 있다. 또한, 도 1에 있어서, 노이즈원(11)과 부유 용량 Cf1은 도시하고 있지 않다.
노이즈 전류 In은 계측 회로(4)로부터 전력선(2)에 흐르는 전류 In1과, 정전 용량(10)을 통해 GND에 흐르는 전류 In2의 합이다. 전력선(2)과 금속판(8) 사이에 형성되는 정전 용량(10)은 용량 Cf2를 갖고 있다. 노이즈원(11)의 전압 Vn에 의해 계측 회로(4)로부터 전력선(2)으로 전류 In1이 흐르고, 금속판(8)과 전력선(2) 사이의 정전 용량(10)을 통해 대지(GND)에 전류 In2가 흐른다.
전류 In1은 계측 회로(4)에는 영향을 미치지만, 전류 In2는 계측 회로(4)에 흐르지 않으므로, 계측 회로(4)에 영향을 미치는 일은 없다. 전류 In1, In2는 노이즈원(11)으로부터 흐르므로, 전류 In2를 크게 하면, 계측 회로(4)에 흐르는 전류 In1을 작게 할 수 있다. 따라서, 금속판(8)과 분전반 하우징(1) 사이의 정전 용량(10)의 용량 Cf2를 크게 함으로써 계측 회로(4)에 흐르는 전류 In1을 감소할 수 있으므로, 계측 회로(4)는 노이즈에 의한 영향으로부터 경감시킬 수 있다.
도 3의 (A)는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 센서 하우징과 분전반 하우징을 자석으로 결합한 경우의 노이즈량을 나타내는 도면이며, 도 3의 (B)는 센서 하우징을 분전반 하우징에 설치하지 않은 경우의 노이즈량을 나타내는 도면이며, 모두 횡축은 시간축이고, 종축은 전위를 나타내고 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 자석(9)으로 센서 하우징(5)을 분전반 하우징(1)에 흡착시킴으로써 발생하는 금속판(8)과 분전반 하우징(1) 사이의 정전 용량(10)의 용량 Cf2가 존재함으로써, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이 1.25V의 센서 기준 전위에 대해 거의 노이즈가 나타내어져 있지 않다. 이에 대해, 센서 하우징(5)을 분전반 하우징(1)에 설치하지 않는 경우에는, 정전 용량 Cf2가 존재하지 않으므로, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이 1.25V의 센서 기준 전위에 대해 약 0.2V의 전위의 노이즈가 나타내어진다. 따라서, 금속판(8)과 분전반 하우징(1) 사이의 정전 용량(10)의 용량 Cf2가 존재하는 것에 의한 효과를 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 계측 장치에 의한 노이즈 저감의 효과를 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 4에 도시하는 등가 회로에 있어서, 전력선(2)과 신호용 접지 라인(7) 사이에는, 프로브(6) 및 배선의 약 3㎊ 정도의 용량 Cp와, 계측 회로(4)의 약 470㏀의 검출 저항 Rs가 존재하고 있으므로, 전력선(2)과 신호용 접지 라인(7) 사이에 존재하는 임피던스 Z1은 다음 식으로 나타내어진다.
Z1＝Rs＋1/jωCp
검출 저항 Rs는, 예를 들어 470㏀인 것에 대해, 프로브(6) 및 배선의 용량 Cp는 수 ㎊이므로, 임피던스 Z1은 거의 프로브(6) 및 배선의 용량 Cp에 의해 정해지고, 비교적 큰 값으로 된다.
한편, 신호용 접지 라인(7)과 대지(GND) 사이에는, 약 500∼1000㎊의 용량 Cf2를 갖는 정전 용량(10)이 존재하므로, 임피던스 Z2는 다음 식으로 나타내어진다.
Z2＝1/jωCf2
만일 정전 용량 Cf2가 존재하지 않는 경우에는, 통상수 ㎊의 부유 용량이 존재할 뿐이므로, 임피던스 Z2는 수GΩ 정도인 것에 대해, 정전 용량(10)을 형성함으로써, 임피던스 Z2는 수㏁∼수백㏁으로 된다. 센서 출력은, 임피던스 Z1과 Z2의 비율로 결정되므로, Z1＞＞Z2이라면, 노이즈가 센서 출력에 미치는 영향을 무시할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시한 정전 용량(10)과 노이즈의 레벨의 관계를 나타내는 도면이며, 횡축은 시간축이며, 종축은 노이즈 전위를 나타내고 있다. 도 6은 정전 용량(10)의 용량 Cf2의 용량값의 변화와 노이즈 피크 전압의 관계를 나타내는 도면이며, 횡축은 정전 용량 Cf2의 용량값을 나타내고, 종축은 노이즈 피크 전압을 나타내고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 정전 용량(10)의 용량 Cf2가 1㎊와 같이 용량값이 작은 경우에는, 약 90㎷ 정도의 노이즈가 나타나지만, 용량 Cf2가 50㎊로 되면 5㎷ 정도의 노이즈 레벨로 저감하고, 용량 Cf2가 1000㎊와 같은 큰 값으로 되면, 노이즈가 거의 나타나지 않게 되었다. 이것은 도 6에 나타내는 정전 용량(10)의 용량 Cf2의 용량값의 변화와 노이즈 피크 전압의 관계로부터도 명확하다. 도 6에 나타내는 바와 같이 정전 용량 Cf2가 0.1㎊ 정도의 작은 값에서는, 0.12V 정도의 노이즈 피크 전압이 나타나 있는 것에 대해, 정전 용량 Cf2가 1000㎊ 정도의 큰 값으로 되면, 노이즈 피크 전압은 거의 0 레벨로 되어 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태 계측 장치를 도시하는 블록도이다. 도 7에 도시한 실시 형태는 한 쌍의 프로브(6a, 6b)를 사용하여 전력선(2)과, 대지(GND) 사이의 전위를 취출하도록 구성한 것이다. 센서 하우징(5)에는, 차동 증폭 회로를 갖는 계측 회로(4a)가 내장되어 있다. 그 이외의 구성은, 도 1과 동일하다.
도 8은 도 7에 도시한 실시 형태의 등가 회로도이다. 도 8에 있어서, 도 7에 도시한 프로브(6a)와 배선의 용량 CL과, 프로브(6b)와 배선의 용량 CN이 병렬로 존재하고 있고, 차동 증폭 회로의 한쪽 입력단과 신호용 접지 라인(7) 사이에는, 예를 들어 100㏀의 검출 저항 R1이 접속되고, 차동 증폭 회로의 다른 쪽 입력단과 센서 접지(7) 라인 사이에는, 예를 들어 100㏀의 검출 저항 R2가 접속되어 있다. 프로브(6a, 6b)와 배선의 용량 CL, CN이 병렬로 존재하고 있어, Z3≠Z4의 상태로 되고, 차동 회로가 불평형의 상태에서도, 정전 용량 Cf2의 값이 크므로, Z3＋Z4＞＞Z2로 된다. 도 7에 도시한 실시 형태에 있어서도, 검출 저항 R1에 흐르는 전류 In3과 검출 저항 R2에 흐르는 전류 In4의 합계보다도 정전 용량 Cf2에 흐르는 전류 In2 쪽이 커지므로, 노이즈가 센서 출력에 미치는 영향을 무시할 수 있다. 또한, 이 구성은 전력선(2)과 다른 전력선간의 차동 전압을 계측하는 경우(예를 들어 3상 교류의 선간 전압을 측정하는 경우)에도 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태의 계측 장치를 도시하는 블록도이다.
도 9에 있어서 센서 하우징(5)은 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 센서 하우징(5)의 외측의 길이 방향을 따라 금속판(8)이 설치되어 있고, 이 금속판(8)과 분전반 하우징(1)의 측면 사이에, 예를 들어 수지로 이루어지는 절연 부재(12)가 금속판(8)에 밀착되어 설치되어 있다. 도 9에 있어서는, 자석(9)을 사용하는 일 없이, 금속판(8)과 절연 부재(12)를 접착제 등으로 센서 하우징(5)과 분전반 하우징(1)의 측면 사이에 고정한다.
절연 부재(12)를 금속판(8)과 거의 동일한 형상으로 형성함으로써, 금속판(8)과 분전반 하우징(1)의 측면 사이의 정전 용량 Cf2를 증대할 수 있다. 또한, 절연 부재(12)에 의해 금속판(8) 및 센서 하우징(5)의 상대 위치를 고정할 수 있다. 또한, 도 9에 있어서, 전력선(2), 프로브(6), 단자반(11) 등은 도시를 생략하고 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시 형태의 계측 장치를 도시하는 블록도이다.
도 10에 있어서, 센서 하우징(5)에 설치되어 있는 금속판(8)의 상하의 면을 사이에 끼우도록 길이 방향으로 나뉘어서 절연 부재(12a, 12b)가 센서 하우징(5)과, 분전반 하우징(1)의 측면 사이에 설치되어 있다. 금속판(8)의 분전반 하우징(1)의 측면측에는 간극(13)이 형성되어 있다. 이 실시 형태에서는, 금속판(8)과 분전반 하우징(1)의 측면 사이에 존재하는 절연 부재(12a, 12b)에서 정전 용량이 형성됨과 함께, 간극(13)이 금속판(8)과 분전반 하우징(1)의 측면 사이의 정전 용량을 형성하고 있으므로 정전 용량을 더욱 증대할 수 있다. 간극(13) 대신에, 이 부분에 절연 도장, 절연 코팅을 실시해도 된다.
도 9, 도 10에 도시한 절연 부재(12, 12a, 12b)는, 예를 들어 도전 부재의 표면을 절연 도장 또는 절연 코팅한 것 등이 사용된다. 또한, 절연 부재(12, 12a, 12b)는, 예를 들어 면 파스너, 양면 테이프, 접착제, 흡반, 점착성이 있는 시트 등을 사용하여 센서 하우징(5) 및 분전반 하우징(1)에 고정할 수 있다. 또는, 분전반 하우징(1)에 돌기(훅)를 형성해 두고, 절연 부재(12, 12a, 12b)에 형성한 구멍을 돌기에 걸도록 해도 된다. 또한, 절연 부재(12, 12a, 12b)를 분전반 하우징(1)에 나사 고정하거나, 절연 부재(12, 12a, 12b)를 사이에 두고 자석에 의해 분전반 하우징(1)에 설치해도 된다.
상술한 바와 같이, 센서 하우징(5)에 설치한 금속판(8)과 분전반 하우징(1) 사이에 절연 부재(12, 12a, 12b)를 배치함으로써 금속판(8)과 분전반 하우징(1) 사이에 정전 용량을 형성하여 노이즈 전류를 정전 용량에 흘림으로써, 계측 회로(4)에 흐르는 노이즈 전류를 저감시킬 수 있다.
상기 각 실시 형태에서는, 센서 하우징(5)은 분전반 하우징(1)의 측면 내측에 배치하도록 하고 있지만, 측면 외측, 도어부의 내측 또는 외측 등 임의의 위치에 설치해도 된다.
또한, 계측 회로(4)를 센서 하우징(5)에 수납하고, 계측 회로(4)의 신호용 접지 라인(7)을 금속판(8)에 전기적으로 접속하도록 했지만, 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성하기 위해 절연 부재와 금속판(8)을 유닛화하고, 시판 중인 계측 장치를 이 설치 유닛에 장착하고, 계측 장치의 접지 라인을 금속판(8)에 전기적으로 접속해도 계측 장치에 혼입되는 노이즈를 저감시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 그 외의 실시 형태의 계측 장치를 도시하는 블록도이다. 이 실시 형태는 전력선(2)의 전압과 흐르는 전류를 계측하여, 소비 전력을 계측할 수 있도록 구성한 것이며, 도 1에 도시한 실시 형태의 구성에 추가하여, 프로브(6)와 병렬적으로 센서의 다른 예로서 작동하는 전류 검출기(14)가 전력선(2)에 전자기 결합된다. 전류 검출기(14)는, 예를 들어 변류기(CT), 홀 소자 등으로 구성된다.
전류 검출기(14)의 출력 신호는 검출 저항(15)을 통해 계측 회로(4b)에 부여된다. 계측 회로(4b)에는 프로브(6)가 접속되어 있고, 계측 회로(4b)는 전류 검출기(14)에서 검출된 전류와, 프로브(6)에 발생하는 전류에 의해 얻어지는 전압에 기초하여 전력선(2)에서의 소비 전력을 계측한다. 이 실시 형태에 있어서도 계측 회로(4b)에 혼입되는 노이즈의 영향을 받는 일 없이, 소비 전력을 계측할 수 있다.
또한, 이 실시 형태에 있어서도, 프로브(6)와 전류 검출기(14)를 전력 분배선(3)에 비접촉으로 근접시키면 전력 분배선(3)으로부터 공급되는 전력을 계측할 수 있다.
본 발명의 계측 장치는, 배선 공사를 전혀 필요로 하지 않고, 센서 출력에 있어서의 노이즈의 혼입을 방지하면서, 전력선에 비접촉으로 소비 전력을 계측하는 데에 이용할 수 있다.
1 : 분전반 하우징
2 : 전력선
3 : 전력 분배선
4, 4a, 4b : 계측 회로
5 : 센서 하우징
6, 6a, 6b : 프로브
7 : 신호용 접지 라인
8 : 금속판
9 : 자석
10 : 정전 용량
11 : 노이즈원
12, 12a, 12b : 절연 부재
13 : 간극
14 : 전류 검출기
15 : 검출 저항

Claims (5)

  1. 전력선과 전자기 결합에 의해 전류를 발생시키기 위한 센서와,
    상기 전력선의 전압에 따라 상기 센서에 발생하는 전류에 의해 얻어지는 전압, 전력 중 어느 하나를 계측하기 위한 계측 회로와,
    상기 계측 회로의 신호용 접지 라인과 전기적으로 접속된 도전 부재와,
    상기 도전 부재를 외부 도전체에 근접시키고, 또한 상기 도전 부재를 상기 외부 도전체와 절연하기 위한 절연 부재를 구비하는, 계측 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전 부재는, 상기 절연 부재를 통하여 상기 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성하는, 계측 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 상기 도전 부재와 상기 외부 도전체의 상대 위치를 고정하는, 계측 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 부재는 자석인, 계측 장치.
  5. 전압, 전력 중 어느 하나를 계측하기 위한 계측 회로를 대지에 접지되어 있는 외부 도전체에 설치하기 위한 설치 유닛이며,
    상기 계측 회로의 신호용 접지와 전기적으로 접속되는 도전 부재와,
    상기 도전 부재와 접촉하여 외부 도전체와의 사이에서 정전 용량을 형성하기 위한 절연 부재를 구비하는, 설치 유닛.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105403743A (zh) * 2015-10-26 2016-03-16 国网山东昌乐县供电公司 一种防静电干扰电力计量装置
FR3047805B1 (fr) * 2016-02-12 2018-03-16 Schneider Electric Industries Sas Dispositif de mesure d'une grandeur electrique d'une phase d'un courant electrique alternatif d'un reseau electrique aerien
US10119998B2 (en) * 2016-11-07 2018-11-06 Fluke Corporation Variable capacitance non-contact AC voltage measurement system
US10352967B2 (en) 2016-11-11 2019-07-16 Fluke Corporation Non-contact electrical parameter measurement systems
JP6926703B2 (ja) * 2017-06-13 2021-08-25 オムロン株式会社 電力量管理システム、電力量モニタ認識プログラム及び記録媒体
CN111487446B (zh) * 2019-01-25 2024-05-17 福禄克公司 电子测量设备
CN112946343B (zh) * 2021-01-29 2022-12-02 华北电力大学 一种架空线工频电压测量装置及测量方法
JP7422335B2 (ja) * 2021-05-10 2024-01-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 検出システム、遮断器及び分電盤

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04251961A (ja) 1991-01-09 1992-09-08 Nec Corp Ｃａｄによる回路ブロックの配置設計方式
KR20030054478A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 포스코 노이즈 차폐기능을 개선한 전자기 초음파 센서
JP3761470B2 (ja) 2001-04-04 2006-03-29 北斗電子工業株式会社 非接触電圧計測方法及び装置並びに検出プローブ
KR20100135330A (ko) * 2008-05-30 2010-12-24 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 원격 감시 장치
JP4629625B2 (ja) 2006-07-12 2011-02-09 日置電機株式会社 電圧測定装置
KR20110053525A (ko) * 2009-11-16 2011-05-24 한국전기연구원 변압기 진단용 접속 유닛
JP2011223314A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Denso Corp ノイズフィルタ装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3213365A (en) * 1961-09-01 1965-10-19 Gen Electric Multirange hook-on meter using selectively actuated shorted turn for range changing
US4728887A (en) * 1984-06-22 1988-03-01 Davis Murray W System for rating electric power transmission lines and equipment
CA1265844A (en) * 1984-11-08 1990-02-13 William Reid Smith-Vaniz Line mounted apparatus for measuring line potential
JPH0738011B2 (ja) 1988-05-16 1995-04-26 株式会社日立製作所 高圧電力機器の異常診断システム
WO2001069272A2 (de) * 2000-03-14 2001-09-20 HSP Hochspannungsgeräte Porz GmbH Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer kondensatordurchführung
JP4134528B2 (ja) 2001-05-16 2008-08-20 株式会社日立製作所 被覆電力線用電圧測定装置
US6737978B1 (en) * 2002-11-06 2004-05-18 Bartek Peter M Voltage testing apparatus for electrical railways
JP4251961B2 (ja) * 2003-11-04 2009-04-08 横河電機株式会社 非接触電圧測定装置
US20090027190A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Power Monitors, Inc. Method and apparatus for a low-power radio broadcast alert for monitoring systems
WO2009099082A1 (ja) * 2008-02-06 2009-08-13 Mitsubishi Electric Corporation 電力計測システムおよび計測装置および負荷端末および機器制御システム
US7622912B1 (en) * 2008-06-10 2009-11-24 Sunpower Corporation Method for enabling monitoring of power consumption
MX2010001275A (es) * 2009-01-30 2011-01-10 Elster Solutions Llc Dispositivo electronico de medicion para transformador con unidad de montaje en superficie.
US20110101956A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-05 David Wayne Thorn Electricity Usage Monitor System
CN102023244A (zh) * 2010-10-26 2011-04-20 江苏多维科技有限公司 独立封装的电表传感器
US9031800B2 (en) * 2011-07-13 2015-05-12 Schneider Electric USA, Inc. Power determination from separated voltage and current sensors
JP5838768B2 (ja) * 2011-11-30 2016-01-06 ソニー株式会社 検知装置、受電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法
EP3098609B1 (en) * 2015-05-29 2018-08-22 Thomson Licensing Electrical activity sensor device for detecting electrical activity and electrical activity monitoring apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04251961A (ja) 1991-01-09 1992-09-08 Nec Corp Ｃａｄによる回路ブロックの配置設計方式
JP3761470B2 (ja) 2001-04-04 2006-03-29 北斗電子工業株式会社 非接触電圧計測方法及び装置並びに検出プローブ
KR20030054478A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 포스코 노이즈 차폐기능을 개선한 전자기 초음파 센서
JP4629625B2 (ja) 2006-07-12 2011-02-09 日置電機株式会社 電圧測定装置
KR20100135330A (ko) * 2008-05-30 2010-12-24 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 원격 감시 장치
KR20110053525A (ko) * 2009-11-16 2011-05-24 한국전기연구원 변압기 진단용 접속 유닛
JP2011223314A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Denso Corp ノイズフィルタ装置

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Publication number Publication date
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WO2014141745A1 (ja) 2014-09-18
KR101704956B1 (ko) 2017-02-08

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