JP2006105955A - Device for sensing energization of electrical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機器の電源ケーブルに流れている電流の有無を検知する通電検知装置に関する。 The present invention relates to an energization detection device that detects the presence or absence of a current flowing in a power cable of an electrical device.
従来、電気機器の通電状態を検知する手段を用いた装置としては、電気機器の稼動時間を計測表示するアワーメータや、電気機器の運転時間が所定の時間に達すると信号を出すタイマ、および電気機器の断続運転回数を数えるカウンタなどがある。 Conventionally, devices using means for detecting the energization state of an electric device include an hour meter that measures and displays the operating time of the electric device, a timer that outputs a signal when the operating time of the electric device reaches a predetermined time, There are counters that count the number of intermittent operations of equipment.
そして、電気機器の通電状態を検知するには、信号入力部を電気機器の電路に直に接続して電圧が印加されたか否かを検知する手段や、電路の周囲をコアで挟み込んだカレントトランスにより電路に流れる電流に比例した電流を非接触で検出する電流センサを信号入力部として用いる手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、信号入力部を電気機器の電路に直に接続して電圧を検知する手段では、信号入力部を直に電気機器の電路に接続するための配線が必要で専門の作業者を要し、また、既設のものに追加する場合は信号入力部を接続するための端子を新たに設けなければならず、さらに、作業は電気機器を停止して行なわなければならないので作業性が悪く、連続運転の電気機器においては作業着手が困難な場合もある。加えて、信号入力部が直接接続されているので、アワーメータやタイマまたはカウンタが故障すると、通電状態を検知する対象電気機器に悪影響を及ぼす虞がある。 However, the means for directly detecting the voltage by connecting the signal input unit directly to the electric circuit of the electric device requires wiring for connecting the signal input unit directly to the electric circuit of the electric device, and requires a specialized worker. In addition, when adding to the existing equipment, a terminal for connecting the signal input section must be newly provided. Furthermore, work must be performed with the electrical equipment stopped, so workability is poor and continuous operation is performed. In some cases, it is difficult to start work on electrical equipment. In addition, since the signal input unit is directly connected, if the hour meter, timer, or counter fails, there is a possibility of adversely affecting the target electrical device that detects the energized state.
一方、カレントトランスによる電流センサを信号入力部として用いる手段では、電気機器の電路に流れる電流を非接触で検出するので、信号入力部を電路に直に接続する必要がなく取付作業が容易であり、また、電流センサのコアは開閉自在であるので、通電中の電路を一旦取り外すことなく電気機器の運転中に取り付けが行なえ、さらに、電流センサは電路に接続されていないので、通電状態を検知する装置が故障しても対象電気機器に悪影響を与えることはない。 On the other hand, with the means using a current sensor with a current transformer as a signal input part, the current flowing through the electric circuit of the electrical equipment is detected in a non-contact manner, so that it is not necessary to connect the signal input part directly to the electric circuit, and installation work is easy. In addition, since the core of the current sensor can be opened and closed, it can be installed while the electrical device is in operation without removing the energized current circuit. In addition, the current sensor is not connected to the current circuit, so it detects the energized state. Even if the device to be broken down, the target electrical equipment is not adversely affected.
しかし、電気機器の多芯電源ケーブルにはそれら各ケーブルに流れる電流によりそれぞれ交番磁界が発生しているものの、電流センサ内に多芯電源ケーブルを通した場合はそれら各ケーブルに発生する磁界が打ち消しあってカレントトランスによる電流センサには信号電圧が誘起されないため、電流センサには１つの電路のみを通さなければならない。すなわち、三芯電源ケーブルを用いた電気機器においては端子などに接続するために電源ケーブルが端部で３本に分岐された部分において、二芯電源ケーブルを用いた電気機器においては端子などに接続するために電源ケーブルが端部で２本に分岐された部分において、それぞれその内の１本を電流センサに通さなければならない。 However, although multi-core power cables of electrical equipment generate alternating magnetic fields due to the currents flowing through these cables, when multi-core power cables are passed through the current sensor, the magnetic fields generated in these cables are canceled out. Since no signal voltage is induced in the current sensor by the current transformer, it is necessary to pass only one electric circuit through the current sensor. That is, in an electrical device using a three-core power cable, in order to connect to a terminal or the like, the power cable is branched into three at the end, and in an electrical device using a two-core power cable, it is connected to a terminal or the like. In order to do this, at the end where the power cable is branched into two, one of them must be passed through the current sensor.
そのため、信号入力部としての電流センサを多芯の電源ケーブルの途中に取り付けることができず、電源ケーブルの端部が接続されている制御盤内などに配置せざるを得ず、さらに、電源ケーブルがブレーカなどに接続されている場合は、分岐部分がブレーカの内部にあって外部に現れていないので、電流センサの取り付けが困難であり、いずれにしても取付場所に大きな制約を受ける問題がある。 Therefore, the current sensor as the signal input unit cannot be installed in the middle of the multi-core power cable, and must be placed in the control panel where the end of the power cable is connected. Is connected to a breaker, etc., the branch part is inside the breaker and does not appear outside, so it is difficult to attach the current sensor, and in any case, there is a problem that the installation location is greatly restricted .
また、カレントトランスによる電流センサは交流電流を検出するものであり、直流電流は検出できなかった。 Moreover, the current sensor using a current transformer detects an alternating current, and cannot detect a direct current.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、単芯および多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置で電流の有無を検知でき、取付場所の制約が少なく取付作業も容易にできる電気機器の通電検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can detect the presence or absence of current at an arbitrary position of a power cable regardless of single-core or multi-core, and can be easily installed without restrictions on the installation location. An object of the present invention is to provide an electrical device detection device for electrical equipment.
請求項１記載の電気機器の通電検知装置は、電気機器の電源ケーブルの外側から近接配置され、電気機器の稼動時に電源ケーブルに流れる電流により発生する磁束を検出して電気信号を出力するセンサ部と、このセンサ部から出力される電気信号を増幅する増幅器と、この増幅器の出力を検出する信号処理部とを具備しているものである。
The electrical device energization detection device according to
そして、電気機器の多芯電源ケーブルにはそれら各ケーブルに流れる電流によりそれぞれ交番磁界が発生しているものの、例えばカレントトランスによる電流センサ内に多芯電源ケーブルを通した場合はそれら各ケーブルに発生する磁界が打ち消しあってカレントトランスによる電流センサには信号電圧が誘起されないが、多芯電源ケーブルの外側の任意の位置においては多芯電源ケーブルの各ケーブルからの距離がそれぞれ異なるために各ケーブルによる磁界が完全に打ち消されるに至らず磁界が発生するので、この磁界を検出することによって多芯電源ケーブルに電流が流れているか否かを検知することが可能となった。 In addition, although alternating magnetic fields are generated in the multicore power cables of the electrical equipment due to the currents flowing through these cables, for example, when the multicore power cables are passed through a current sensor using a current transformer, they are generated in each of these cables. The signal voltage is not induced in the current sensor by the current transformer due to the cancellation of the magnetic field, but the distance from each cable of the multi-core power cable is different at any position outside the multi-core power cable. Since the magnetic field is generated without completely canceling out the magnetic field, it is possible to detect whether or not a current flows through the multi-core power cable by detecting the magnetic field.
電源ケーブルの外側に近接配置されたセンサ部が電源ケーブルに流れる電流により発生する磁界を検出して電気信号を出力し、この電気信号を増幅器で増幅して信号処理部で処理するので、単芯および多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置にセンサ部を近接配置するだけで電源ケーブルに流れる電流の有無を検知可能とし、センサ部の取付場所の制約が少なく取付作業も容易になる。 The sensor unit located close to the outside of the power cable detects the magnetic field generated by the current flowing in the power cable and outputs an electrical signal. This electrical signal is amplified by an amplifier and processed by the signal processing unit. In addition, it is possible to detect the presence / absence of current flowing through the power cable simply by arranging the sensor section close to an arbitrary position of the power cable regardless of the number of cores.
請求項２記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１記載の電気機器の通電検知装置において、センサ部は、コアに検出コイルを巻回して構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the electrical apparatus energization detection device according to the first aspect, wherein the sensor unit is configured by winding a detection coil around a core.
そして、コアに検出コイルを巻回してセンサ部を構成したので、センサ部が廉価に構成されるとともに、センサ部を駆動する電源が不要であるので通電検知装置の電源に電池を用いた場合の長寿命化が図れる。 And since the detection coil is wound around the core and the sensor unit is configured, the sensor unit is configured at low cost, and a power source for driving the sensor unit is unnecessary, so a battery is used as the power source of the energization detection device. Long life can be achieved.
請求項３記載の電気機器の通電検知装置は、電気機器の電源ケーブルを挟んで配置される一対の電極を有し、電気機器の稼動時に電源ケーブルに印加される電圧により一対の電極間に発生する静電電圧を検出して電気信号を出力するセンサ部と、このセンサ部から出力される電気信号を増幅する増幅器と、この増幅器の出力を検出する信号処理部とを具備しているものである。 The electrical device energization detection device according to claim 3 has a pair of electrodes arranged with a power cable of the electrical device interposed therebetween, and is generated between the pair of electrodes by a voltage applied to the power cable when the electrical device is in operation. A sensor unit that detects an electrostatic voltage and outputs an electric signal; an amplifier that amplifies the electric signal output from the sensor unit; and a signal processing unit that detects an output of the amplifier. is there.
そして、電源ケーブルを挟んで配置される一対の電極を有するセンサ部が電源ケーブルに印加される電圧により一対の電極間に発生する静電電圧を検出して電気信号を出力し、この電気信号を増幅器で増幅して信号処理部で処理するので、単芯および多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置にセンサ部を配置するだけで電源ケーブルに印加される電圧の有無を検知可能とし、センサ部の取付場所の制約が少なく取付作業も容易になり、交流電源だけでなく直流電源であっても電源ケーブルに印加される電圧を検知可能になる。 And the sensor part which has a pair of electrodes arrange | positioned on both sides of a power cable detects the electrostatic voltage which generate | occur | produces between a pair of electrodes with the voltage applied to a power cable, and outputs an electrical signal, Since it is amplified by the amplifier and processed by the signal processing unit, it is possible to detect the presence or absence of the voltage applied to the power cable simply by placing the sensor unit at any position on the power cable, regardless of whether it is single-core or multi-core. There are few restrictions on the mounting location of the part, and the mounting work is facilitated, and the voltage applied to the power cable can be detected not only with the AC power supply but also with the DC power supply.
請求項４記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、信号処理部は、センサ部から電気信号が出力されている時間を計測することによって電気機器の稼動時間を計測するアワーメータ回路を備えたものである。
The electrical device energization detection device according to claim 4 is the electrical device energization detection device according to any one of
そして、アワーメータ回路により電気機器の稼動時間を計測し、センサ部が単芯、多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けられて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないアワーメータが提供される。 And the operating time of the electrical equipment is measured by the hour meter circuit, and the sensor part can be easily attached to any position of the power cable regardless of whether it is single core or multi-core, and the target electrical equipment is adversely affected when the energization detection device fails. An hour meter that does not give is provided.
請求項５記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、信号処理部は、センサ部から電気信号が出力されている時間を計測し、この時間が所定の時間に達したときに信号を出すタイマ回路を備えたものである。
The electrical device energization detection device according to claim 5 is the electrical device energization detection device according to any one of
そして、タイマ回路により電気機器の稼働時間が所定の時間に達した時に信号を出して制御するタイマを構成し、センサ部を単芯・多芯を問わずに電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けることができて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないタイマが提供される。 A timer circuit is configured to output a signal and control when the operating time of the electrical equipment reaches a predetermined time, and the sensor unit can be easily placed at any position on the power cable regardless of single core or multiple cores. There is provided a timer that can be attached and does not adversely affect the target electrical device when the energization detection device fails.
請求項６記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、信号処理部は、センサ部からの電気信号が断続する回数を計数するカウンタ回路を備えたものである。
The electrical device energization detection device according to claim 6 is the electrical device energization detection device according to any one of
そして、カウンタ回路により電気機器の断続運転回数を計数し、センサ部が単芯、多芯を問わずに電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けられて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないカウンタが提供される。 The counter circuit counts the number of intermittent operations of the electrical device, and the sensor unit can be easily attached to any position of the power cable regardless of whether it is single-core or multi-core, and adversely affects the target electrical device when the energization detection device fails. Counter is provided.
請求項７記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし６いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、増幅器の増幅度を調整する調整手段を設けたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the electrical apparatus energization detecting device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising an adjusting means for adjusting an amplification degree of the amplifier.
そして、調整手段により検出感度を調整するので、電源ケーブルの種類やサイズおよび電源ケーブルに流れる電流値または電源ケーブルに印加される電圧値によってセンサ部や通電検知装置本体を交換する必要がなく、広範囲の使用が可能となる。 And since the detection sensitivity is adjusted by the adjusting means, it is not necessary to replace the sensor unit and the current detection device body depending on the type and size of the power cable and the current value flowing through the power cable or the voltage value applied to the power cable. Can be used.
請求項８記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし７いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、センサ部に並列に浮遊ノイズ除去用のコンデンサを接続したものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the electrical device energization detection apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein a floating noise removing capacitor is connected in parallel to the sensor unit.
そして、コンデンサにより電気機器の電源などに起因して発生する浮遊ノイズの混入が阻止されるので、通電検知装置の誤動作を防いで電源ケーブルに流れる電流の有無または電源ケーブルに印加される電圧の有無が確実に検知される。 In addition, the capacitor prevents stray noise from being generated due to the power supply of electrical equipment, etc., thus preventing malfunction of the energization detector and the presence or absence of current flowing in the power cable or the presence or absence of voltage applied to the power cable. Is reliably detected.
請求項９記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１ないし８いずれか記載の電気機器の通電検知装置において、電源ケーブルにこの電源ケーブルの外側からセンサ部を近接配置して取り付ける取付手段を具備しているものである。
The electrical device energization detection device according to claim 9 is the electrical device energization detection device according to any one of
そして、取付手段によりセンサ部を電源ケーブルの外側から近接配置して取り付けることにより、このセンサ部で電源ケーブルに流れる電流の有無または電源ケーブルに印加される電圧の有無が確実に検出される。 Then, by attaching and attaching the sensor unit from the outside of the power cable by the attaching means, the presence or absence of current flowing through the power cable or the voltage applied to the power cable is reliably detected by this sensor unit.
請求項１０記載の電気機器の通電検知装置は、請求項１または２記載の電気機器の通電検知装置において、電源ケーブルにこの電源ケーブルの周面に対して検出コイルの中心軸が垂直方向に向く状態でセンサ部を取り付ける取付手段を具備しているものである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the electrical apparatus energization detecting device according to the first or second aspect, wherein the central axis of the detection coil is perpendicular to the peripheral surface of the power cable. An attachment means for attaching the sensor unit in a state is provided.
そして、取付手段により電源ケーブルの周面に対して検出コイルの中心軸が垂直方向に向く状態でセンサ部を電源ケーブルに取り付けることにより、単芯および多芯を問わず電源ケーブルに流れる電流の有無が確実に検知される。 Then, by attaching the sensor unit to the power cable with the center axis of the detection coil being perpendicular to the peripheral surface of the power cable by the mounting means, there is no current flowing through the power cable regardless of single core or multi-core Is reliably detected.
請求項１記載の電気機器の通電検知装置によれば、電源ケーブルの外側に近接配置されたセンサ部が電源ケーブルに流れる電流により発生する磁束を検出して電気信号を出力し、この電気信号を増幅器で増幅して信号処理部で処理するので、単芯および多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置にセンサ部を近接配置するだけで電源ケーブルに流れる電流の有無を検知でき、センサ部の取付場所の制約が少なく取付作業も容易にできる。
According to the energization detection device for an electrical device according to
請求項２記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、コアに検出コイルを巻回してセンサ部を構成したので、センサ部を廉価に構成できるとともに、センサ部を駆動する電源が不要であるので通電検知装置の電源に電池を用いた場合の長寿命化を図ることができる。 According to the electrical device energization detection device of the second aspect, in addition to the effect of the electrical device energization detection device of the first aspect, the sensor unit is configured by winding the detection coil around the core. In addition to being able to be constructed at a low price, since a power source for driving the sensor unit is unnecessary, it is possible to extend the life when a battery is used as the power source of the energization detection device.
請求項３記載の電気機器の通電検知装置によれば、電源ケーブルを挟んで配置される一対の電極を有するセンサ部が電源ケーブルに印加される電圧により一対の電極間に発生する静電電圧を検出して電気信号を出力し、この電気信号を増幅器で増幅して信号処理部で処理するので、単芯および多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置にセンサ部を配置するだけで電源ケーブルに印加される電圧の有無を検知でき、センサ部の取付場所の制約が少なく取付作業も容易にでき、交流電源だけでなく直流電源であっても電源ケーブルに印加される電圧を検知できる。 According to the energization detection device for an electric device according to claim 3, an electrostatic voltage generated between the pair of electrodes by the sensor unit having the pair of electrodes arranged with the power cable interposed therebetween is generated by the voltage applied to the power cable. Since it detects and outputs an electrical signal, this electrical signal is amplified by an amplifier and processed by a signal processing unit, the power cable can be installed simply by placing the sensor unit at any position on the power cable, regardless of whether it is single-core or multi-core. It is possible to detect the presence or absence of a voltage applied to the sensor, and there are few restrictions on the mounting position of the sensor unit, and the mounting work can be facilitated.
請求項４記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、信号処理部のアワーメータ回路により電気機器の稼動時間を計測できるので、センサ部が単芯、多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けることができて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないアワーメータを提供できる。
According to the electrical device energization detection device of claim 4, in addition to the effect of the electrical device energization detection device according to any one of
請求項５記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、信号処理部のタイマ回路により電気機器の稼働時間が所定の時間に達した時に信号を出して制御するタイマを構成できるので、センサ部が単芯、多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けることができて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないタイマを提供できる。
According to the electrical device energization detection device of claim 5, in addition to the effect of the electrical device energization detection device according to any one of
請求項６記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、信号処理部のカウンタ回路により電気機器の断続運転回数を計数できるので、センサ部が単芯、多芯を問わず電源ケーブルの任意の位置に容易に取り付けることができて通電検知装置の故障時に対象電気機器に悪影響を与えないカウンタを提供できる。
According to the electrical device energization detection device of claim 6, in addition to the effect of the electrical device energization detection device according to any one of
請求項７記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし６いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、調整手段により検出感度を調整できるので、電源ケーブルの種類やサイズおよび電源ケーブルに流れる電流値または電源ケーブルに印加される電圧値によってセンサ部や通電検知装置本体を交換する必要がなく、広範囲に使用できる。
According to the electrical device energization detection device of claim 7, in addition to the effect of the electrical device energization detection device according to any one of
請求項８記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし７いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、センサ部に並列に浮遊ノイズ除去用のコンデンサを接続したので、電気機器の電源などに起因して発生する浮遊ノイズの混入を阻止でき、通電検知装置の誤動作を防いで電源ケーブルに流れる電流の有無または電源ケーブルに印加される電圧の有無を確実に検知できる。
According to the electrical equipment energization detecting device of claim 8, in addition to the effect of the electrical equipment energization detecting device according to any of
請求項９記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１ないし８いずれか記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、取付手段によりセンサ部を電源ケーブルの外側に近接配置して取り付けことにより、このセンサ部で電源ケーブルに流れる電流の有無または電源ケーブルに印加される電圧の有無を確実に検出できる。 According to the electrical device energization detection device of the ninth aspect, in addition to the effect of the electrical device energization detection device according to any one of the first to eighth aspects, the sensor unit is disposed close to the outside of the power cable by the attaching means. As a result, it is possible to reliably detect the presence / absence of a current flowing in the power cable or the presence / absence of a voltage applied to the power cable by the sensor unit.
請求項１０記載の電気機器の通電検知装置によれば、請求項１または２記載の電気機器の通電検知装置の効果に加えて、取付手段により電源ケーブルの周面に対して検出コイルの中心軸が垂直方向に向く状態でセンサ部を電源ケーブルに取り付けることにより、単芯および多芯を問わず電源ケーブルに流れる電流の有無を確実に検知できる。
According to the electrical device energization detection device of
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図１ないし図４に本発明の電気機器の通電検知装置をアワーメータに適用した第１の実施の形態を示す。 First, FIG. 1 to FIG. 4 show a first embodiment in which an electrical device energization detection device of the present invention is applied to an hour meter.
１は対象とする電気機器の一例の電源ケーブルで、この例の電源ケーブル１は、３本のケーブル1a，1b，1cを１本に纏めた三芯キャプタイヤ電源ケーブルを示している。
また、11は誘導式センサとしての磁気電気変換素子で構成されるセンサ部で、このセンサ部11は、高透磁率のフェライトなどでボビン状に形成されたコア12の周囲に巻回した検出コイル13と、この検出コイル13に並列に接続された浮遊ノイズ防止用のコンデンサ14とを備えている。
検出コイル13は増幅器15の入力側に接続され、増幅器15の出力側は例えばマイクロコンピュータなどで構成される信号処理部16に接続されている。この信号処理部16は、センサ部から電気信号が出力されている時間を計測することによって電気機器の稼動時間を計測するアワーメータ回路17を有している。
The
信号処理部16の出力側には例えば液晶ディスプレイなどの表示部18が接続されており、センサ部11と増幅器15および信号処理部16と表示部18並びにこれらの電源としての電池19がケース20内に収納され、表示部18はケース20の表面側に配設されている。
A
ケース20の表面側には、増幅器15にその増幅度を変えて検出感度を調整する調整手段としてのボリューム21が配設され、および表示部18の表示をゼロに戻すリセットスイッチ22が設けられている。これらによってアワーメータ23が構成されている。
On the surface side of the
また、ケース20の裏面側にはアワーメータ23を電源ケーブル１に取り付けるための取付手段24が配設されている。この取付手段24は、ケース20の裏面側との間に電源ケーブル１を挟み込むクリップ25、このクリップ25を通じてケース20に螺着される手回しねじ26，26を備えている。そして、電源ケーブル１をケース20とクリップ25との間に挟み込んで手回しねじ26，26を締付方向に回すことにより、電源ケーブル１がケース20とクリップ25との間で締め付けて固定され、そうすることによってアワーメータ23が電源ケーブル１に取着される。
An attachment means 24 for attaching the
なお、センサ部11は、クリップ25とケース20との間に挟まれた電源ケーブル１の外側に対向する位置であって電源ケーブル１の周方向の一部に対向する位置に取り付けられているとともに、検出コイル13の中心軸13aが電源ケーブル１の周面に対して垂直方向に向く状態で配置されている。
The
次に、このように構成されたアワーメータ23の作用について説明する。
Next, the operation of the
通電時間を計測しようとする電気機器の電源ケーブル１の任意の位置をアワーメータ23のケース20とクリップ25との間に挟み、手回しねじ26，26を回して電源ケーブル１をケース20とクリップ25との間に締め込んで固定することにより、アワーメータ23を電源ケーブル１に取着する。
An arbitrary position of the
そして、アワーメータ23が電源ケーブル１に取着されたときに、センサ部11が電源ケーブル１の外側であって電源ケーブル１の周方向の一部に対向して近接配置されているので、電気機器の稼働時に電源ケーブル１に電流が流れると、この電源ケーブル１の３本のケーブル1a，1b，1cにはそれぞれ交番磁界が発生し、その磁界によってセンサ部11の検出コイル13に交流の電気信号が誘起される。
When the
この検出コイル13に誘起された交流の電気信号は増幅器15で増幅されて信号処理部16に入力され、この信号処理部16で検出コイル13に電気信号が誘起された時間を計測し、その積算値が表示部18に指示される。このとき、検出コイル13に並列に浮遊ノイズ除去用のコンデンサ14を接続しているので、電気機器の電源などに起因して発生する浮遊ノイズの混入を阻止でき、アワーメータ23の誤動作を防いで電源ケーブル１に流れる電流の有無を確実に検知できる。
The AC electrical signal induced in the
なお、前記背景技術で説明したカレントトランスによる電流センサに三芯キャプタイヤ電源ケーブルである電源ケーブル１を通した場合は、この電源ケーブル１を構成する３本のケーブル1a，1b，1cの発生磁束の位相が互いに１２０度異なるために電流センサに流れる磁束は互いに打ち消されて電流センサには交流電気信号が誘起されないが、この実施の態様の検出コイル13においては３本の各ケーブル1a，1b，1cに対する検出コイル13の距離が異なるために検出コイル13に流れる磁束が互いに打ち消されるに至らず、検出コイル13には３本の各ケーブル1a，1b，1cの発生磁束による誘起信号が合成された交流電気信号が誘起される。
When the
そして、実験によれば、両端フランジ部がφ１２×３ｍｍで中央部がφ４．８×９ｍｍのフェライト製のコア12に直径０．０８ｍｍのマグネットワイヤを３１５０回巻いて検出コイル13を形成し、この検出コイル13に０．０１μＦのコンデンサ14を並列接続してセンサ部11を形成し、このセンサ部11に１００ｋΩの負荷抵抗を接続して、図５（a）（b）（c）に示すように、三芯キャブタイヤ電源ケーブルである電源ケーブル１（２ｍｍ2×３本）に３．４Ａの電流を流し、センサ部11を電源ケーブル１から２．５ｍｍ離すとともに電源ケーブル１の周面に対して検出コイル13の中心軸13aが垂直方向に向くように配置し、検出コイル13に誘起される交流電圧信号を測定した。
According to the experiment, the
その結果、図５（a）のように３本のケーブル1a，1b，1cのうち１本のケーブル1aがセンサ部11に最も近づく状態では１．２ｍＶ、図５（b）のように３本のケーブル1a，1b，1cのうち２本のケーブル1a，1bがセンサ部11に最も近づく状態では２．５ｍＶ、図５（c）のように三芯電源ケーブル１を分岐した１本のケーブル1aの状態では６．５ｍＶの電圧波高値が得られた。
As a result, among the three
また、図６（a）（b）（c）に示すように、センサ部11を電源ケーブル１から２．５ｍｍ離すとともに電源ケーブル１の長手方向に対して検出コイル13の中心軸13aが交差する直角方向に配置し、検出コイル13に誘起される交流電圧信号を測定した場合、および図７（a）（b）（c）に示すように、センサ部11を電源ケーブル１から２．５ｍｍ離すとともに電源ケーブル１の長手方向に対して検出コイル13の中心軸13aが平行となる平行方向に配置して検出コイル13に誘起される交流電圧信号を測定した場合も、それぞれ図５（a）（b）（c）の場合と同桁レベルの電圧波高値が得られた。また、ケーブル電流を１．０Ａにしても、図５、図６および図７のいずれの場合も０．５ｍＶ以上の電圧波高値が得られ、増幅器15で増幅すれば十分検知できることが確認された。
6A, 6B, and 6C, the
また、図８には、対象とする電気機器の電源ケーブルの他の例として二芯の電源ケーブル31を示し、この二芯の電源ケーブル31には平形ビニールコードが用いられている。そして、この二芯の電源ケーブル31である平形ビニールコード（１．２５ｍｍ2×２本）に２．０Ａおよび０．３Ａの電流を流して測定した場合も、センサ部11を電源ケーブル31の周面に対して検出コイル13の中心軸13aが略垂直となる垂直方向に配置すれば、三芯キャブタイヤ電源ケーブルである電源ケーブル１の場合と同様に０．５ｍＶ以上の電圧波高値が得られ、増幅器15で増幅すれば十分検知できることが確認された。
Further, FIG. 8 shows a two-
なお、二芯の電源ケーブル31においては、センサ部11を電源ケーブル31の長手方向に対して検出コイル13の中心軸13aが交差する直角方向に配置した場合は、図９に示すように、センサ部11の端部が電源ケーブル31の１本のケーブル31aまたは31bに対向する位置にないと検知できず、すなわち、センサ部11が電源ケーブル31の２本のケーブル31a，31bに対向する位置では検知困難であった。また、図１０に示すように、センサ部11を二芯の電源ケーブル31の長手方向に対して検出コイル13の中心軸13aが平行となる平行方向に配置した場合は、センサ部11の位置に係わらず検知困難であった。
In the case of the two-
したがって、電源ケーブル１，31の周面に対して検出コイル13の中心軸13aが垂直方向に向く状態でセンサ部11を電源ケーブル１，31に取り付けることにより、単芯の電源ケーブル、二芯および三芯の電源ケーブル１，31を問わず流れる電流の有無を確実に検知できる。
Therefore, by attaching the
以上のように、アワーメータ23によれば、磁気電気変換素子で構成されるセンサ部11にて電気機器の電源ケーブル１，31に流れる電流の有無を非接触で検知できるので、従来のように信号入力部を電路に直に接続する必要がなく、さらに信号入力部としてカレントトランスによる電流センサを用いた従来のアワーメータのように多芯の電源ケーブル１，31の端部で分岐した単芯ケーブルの部分においてしか信号入力部を設置できないという制約がなく、電源ケーブル１，31の任意の位置に取り付けることができ、極めて使い勝手が良い。
As described above, according to the
そして、この実施の態様においては、電源ケーブル１，31の種類やサイズに合わせたクリップ25を手回しねじ26，26にてケース20に取り付けてアワーメータ23を電源ケーブル１，31に取り付ければよく、および電源ケーブル１，31の種類やサイズならびに電源ケーブル１，31に流れる電流の大きさに応じてボリューム21にて増幅器15の増幅度を調整すればよい。
Then, in this embodiment, the
また、コア12に検出コイル13を巻回してセンサ部11を構成しているため、センサ部11を廉価に構成できるとともに、センサ部11を駆動する電源が不要であるので電源として用いる電池19の長寿命化を図ることができる。
Further, since the
なお、アワーメータ23を電源ケーブル１，31に取り付ける取付手段24は、クリップ25に限らず、ばね付クリップやその他の常用固定手段を用いればよい。
The attaching means 24 for attaching the
また、センサ部11は、コア12に検出コイル13を巻回した磁気電気変換素子のほか、ホール素子や磁気抵抗素子など他の磁気電気変換素子が使用できる。
In addition to the magnetoelectric transducer having the
さらに、センサ部11は、ケース20内に配設するほか、図１１の第２の実施の形態に示すように、センサ部11をケース20から取り外して樹脂モールド41内に納め、取付手段24である結束バンド42にて単体で電源ケーブル１に取り付け、リード線43を介してケース20内の増幅器15に接続する構成も可能である。
Further, the
また、センサ部11は、前記実施の形態のように、電源ケーブル１に流れる電流により発生する磁束をコア12に巻回した検出コイル13によって検出する誘導式センサで構成するほか、図１２の第３の実施の形態を示すように、電源ケーブル１を挟んで平行に配置される一対の電極51，51を有し、電源ケーブル１に印加される電圧により一対の電極51，51間に発生する静電電圧を検出して電気信号を出力する静電式センサ（誘電式センサ）で構成することもできる。
The
この静電式センサで構成するセンサ部11の場合、電源ケーブル１を挟み込むことができる図示しないクリップの内接面に一対の電極51，51を対向して取り付け、これら一対の電極51，51と増幅器15とをリード線52，52によって接続する。
In the case of the
そして、アワーメータ23の使用時には、一対の電極51，51が電源ケーブル１に平行になるように、クリップの一対の電極51，51で電源ケーブル１を挟み込む。電気機器の稼働時に電源ケーブル１に印加される電圧により、一対の電極51，51間に静電電圧が発生し、この静電電圧の電気信号を増幅器15で増幅し、この増幅器15の出力を信号処理回路16で処理し、一対の電極51，51間に静電電圧が発生した時間を累計してその時間を表示部18に表示する。そして、実験によれば、この静電式センサの場合でも、上述した誘導式センサの場合と同様に、多芯の電源ケーブル１，31および単芯ケーブルともに同程度の検出電圧が得られた。
When the
なお、一対の電極51，51は図１２に示すように電源ケーブル１を挟んで平行に対向配設するほか、図１３に示すように略ハの字形に配設するなど、電源ケーブル１を挟んで配置すればよい。
The pair of
このように、静電式センサで構成されるセンサ部11にて電気機器の電源ケーブル１，31に印加される電圧の有無を非接触で検知できるので、従来のように信号入力部を電路に直に接続する必要がなく、さらに信号入力部としてカレントトランスによる電流センサを用いた従来のアワーメータのように多芯の電源ケーブル１，31の端部で分岐した単芯ケーブルの部分においてしか信号入力部を設置できないという制約がなく、電源ケーブル１，31の任意の位置に取り付けることができ、極めて使い勝手が良い。
In this way, the
しかも、静電式センサは、誘導式センサに比べて、センサ部11がより小形、廉価になり、ノイズの影響も受けにくく、交流電源だけでなく直流電源であっても電源ケーブル１，31に印加される電圧を検知できる利点がある。 In addition, the electrostatic sensor is smaller and less expensive than the inductive sensor, and is less susceptible to noise. There is an advantage that the applied voltage can be detected.
以上、本発明の電気機器の通電検知装置をアワーメータ23に適用した実施の態様について説明したが、信号処理部16の構成を変えることによって、図示しないがカウンタやタイマにも適用することができる。
As described above, the embodiment in which the electrical device energization detection apparatus of the present invention is applied to the
すなわち、カウンタに適用する場合は、電源ケーブル１，31に電流が一度流れて切れ、次に再び電流が流れるまでを、または電源ケーブル１，31に電圧が一度印加されて切れ、次に再び電圧が印加されるまでを１回とカウントするカウンタ回路を備えた信号処理部16を構成すればよい。
That is, when applied to the counter, the current flows once through the
また、タイマに適用する場合は、電源ケーブル１，31に電流が流れた時間または電圧が印加された時間を計測し、その時間が予め設定した時間になると信号を出すタイマ回路を備えた信号処理部16を構成すればよい。
In addition, when applied to a timer, the signal processing is provided with a timer circuit that measures the time when the current flows through the
１，31 電源ケーブル
11 センサ部
12 コア
13 検出コイル
13a 中心軸
14 コンデンサ
15 増幅器
16 信号処理部
17 アワーメータ回路
21 調整手段としてのボリューム
24 取付手段
51 電極
1,31 Power cable
11 Sensor section
12 core
13 Detection coil
13a Center axis
14 capacitors
15 Amplifier
16 Signal processor
17 Hour meter circuit
21 Volume as adjustment means
24 Mounting method
51 electrodes
Claims (10)
このセンサ部から出力される電気信号を増幅する増幅器と、
この増幅器の出力を検出する信号処理部と
を具備していることを特徴とする電気機器の通電検知装置。 A sensor unit that is arranged close to the outside of the power cable of the electrical device, detects a magnetic flux generated by a current flowing through the power cable when the electrical device is in operation, and outputs an electrical signal;
An amplifier for amplifying an electrical signal output from the sensor unit;
And a signal processing unit for detecting the output of the amplifier.
このセンサ部から出力される電気信号を増幅する増幅器と、
この増幅器の出力を検出する信号処理部と
を具備していることを特徴とする電気機器の通電検知装置。 It has a pair of electrodes arranged across the power cable of the electric device, detects an electrostatic voltage generated between the pair of electrodes by the voltage applied to the power cable when the electric device is in operation, and outputs an electric signal A sensor unit;
An amplifier for amplifying an electrical signal output from the sensor unit;
And a signal processing unit for detecting the output of the amplifier.
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|---|---|
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- 2005-01-11 JP JP2005003366A patent/JP2006105955A/en active Pending
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