JP5415180B2

JP5415180B2 - 電子式電力量計

Info

Publication number: JP5415180B2
Application number: JP2009190023A
Authority: JP
Inventors: 俊弘林; 剛蔵野; 朗造圓井; 賢司吉澤; 洋明藤野
Original assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Kansai Electric Power Co Inc; Kyushu Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Kansai Electric Power Co Inc; Kyushu Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-08-19
Also published as: JP2011043347A

Description

本発明は、例えば一般家庭などの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する電子式電力量計に関する。

例えば、一般家庭などの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する電力量計として、電子式電力量計が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

この種の電子式電力量計は、図７および図８に示すように、通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３が筐体４の上部に組み付けられると共に、配電線が接続される電源側端子部５Ｓ，６Ｓおよび負荷側端子部５Ｌ，６Ｌを有する端子ブロック７が筐体４の下部に取り付けられた構造を具備する。なお、図７は通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３と端子ブロック７の組立分解斜視図、図８は通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３と端子ブロック７の組立完了斜視図である。

電力量計ユニット２は、電源から配電線を介して負荷に供給された電力量を計測する計測回路が内蔵されている。また、開閉器ユニット３は、電力量計ユニット２と負荷との間を開閉するリレー回路が内蔵されている。さらに、通信端局ユニット１は、電力量計ユニット２で計測された電力量を含む各種データを外部に送信したり、開閉器ユニット３のリレー回路を遮断するための制御信号を外部から受信したりする送受信回路が内蔵されている。

端子ブロック５は、筐体４を構成するベース部８の下部に取り付けられている。この端子ブロック５の電源側端子部５Ｓ，６Ｓと負荷側端子部５Ｌ，６Ｌとの間に、通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３が電気的に接続されている。これら通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３は、ベース部８に設けられたソケット構造９（図７参照）でもって電源側端子部５Ｓ，６Ｓと負荷側端子部５Ｌ，６Ｌとの間に接続されることになる。

また、通信端局ユニット１、電力量計ユニット２および開閉器ユニット３を被覆する透明の保護カバー１０がベース部８に取り付けられる。このベース部８と保護カバー１０とで筐体４が構成されている。端子ブロック５には、電力供給設備からの配電線が電源側端子部５Ｓ，６Ｓにネジ止めにより接続され、電力需要家内の負荷への配電線が負荷側端子部５Ｌ，６Ｌにネジ止めにより接続される。

特開２００６−２２６８４２号公報特開２００６−１７０７８７号公報

ところで、一般家庭などの電力需要家では、各種の家電機器や情報機器が使用されており、これら家電機器や情報機器の多様化に伴い、落雷などによる過大な雷サージが家電機器や情報機器の電源線から侵入して、その雷サージでもって家電機器や情報機器が破壊されることを未然に防止する必要がある。

そのため、前述した家電機器や情報機器の電源線から雷サージが侵入してくるのを未然に防止する目的として、電力需要家に設置された電子式電力量計に雷サージ対策を施すことが要望されているというのが現状であった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、配電線から侵入する雷サージが電力需要家内の家電機器や情報機器まで達することを阻止する雷サージ対策を施した電子式電力量計を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電力量計ユニットを含む複数のユニットが筐体の上部に組み付けられると共に、電線が接続される電源側端子部および負荷側端子部を有する端子ブロックが前記筐体の下部に取り付けられた電子式電力量計において、前記電源側端子部から侵入するサージを吸収するサージ防護手段を前記端子ブロックに設け、前記サージ防護手段は、電源側端子部と負荷側端子部との間に埋設されて前記電源側端子部に空洞部を介して並設された接地金具と前記電源側端子部との間に形成された放電ギャップとし、前記接地金具の電源側端子部側の側面に、電源側端子部に向けて突出する突起を設けたことを特徴とする。なお、前述の「電力量計ユニットを含む複数のユニット」とは、電力量計ユニットの他、通信端局ユニットや開閉器ユニット（直結ユニット）などの各種ユニットを意味する。また、「サージ」は、落雷などによる雷サージ以外の過渡的な過大電圧も含む。

本発明では、電源側端子部から侵入するサージを吸収するサージ防護手段を端子ブロックに設けたことにより、電源側端子部から侵入するサージを端子ブロックのサージ防護手段で阻止し、電源側端子部に空洞部を介して並設された接地金具と電源側端子部との間に形成された放電ギャップでの放電現象により接地側へ速やかに吸収することができるので、そのサージが端子ブロックから電力量計ユニットを含む複数のユニットに達することを回避でき、電力量計ユニットを含む複数のユニットをサージから保護することができる。

本発明における放電ギャップは、前記電力量計ユニットを含む複数のユニットに設けられたサージ防護素子よりも低い放電開始電圧に設定されていることが望ましい。このようにすれば、電源側端子部から侵入するサージが端子ブロックの放電ギャップでの放電開始により吸収することで電力量計ユニットを含む複数のユニットに達することを確実に回避することができる。

本発明によれば、電源側端子部から侵入するサージを吸収するサージ防護手段を端子ブロックに設けたことにより、電源側端子部から侵入するサージを端子ブロックのサージ防護手段で阻止することができるので、そのサージが端子ブロックから電力量計ユニットを含む複数のユニットに達することを回避でき、電力量計ユニットを含む複数のユニットをサージから保護することができる。このように簡単なサージ対策により信頼性の高い長寿命の電子式電力量計を提供することができる。

本発明の実施形態で、前面の保護カバーを外した状態での電子式電力量計を示す正面図である。本発明の実施形態で、通信端局ユニット、電力量計ユニットおよび直結ユニットと端子ブロックの組立分解斜視図である。本発明の実施形態で、通信端局ユニット、電力量計ユニットおよび直結ユニットと端子ブロックの組立完了斜視図である。（ａ）は図２の端子ブロックを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面を見た斜視図である。図４（ｂ）の接地金具を示す斜視図である。本発明の他の実施形態で、電源側端子部間にサージ防護素子を設けた端子ブロックを示す斜視図である。従来の電子式電力量計で、通信端局ユニット、電力量計ユニットおよび開閉器ユニットと端子ブロックの組立分解斜視図である。従来の電子式電力量計で、通信端局ユニット、電力量計ユニットおよび開閉器ユニットと端子ブロックの組立完了斜視図である。

本発明に係る電子式電力量計の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、交流単相２線式の電力量計を例示するが、交流単相３線式の電力量計についても適用可能である。

図２および図３に示す実施形態の電子式電力量計は、通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３が筐体１４の上部に組み付けられると共に、配電線が接続される電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓおよび負荷側端子部１５Ｌ，１６Ｌを有する端子ブロック１７が筐体１４の下部に取り付けられた構造を具備する。電力量計ユニット１２の上方に通信端局ユニット１１が配置され、電力量計ユニット１２の下方、つまり、端子ブロック１７側に直結ユニット１３が配置されている。なお、図２は通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３と端子ブロック１７の組立分解斜視図、図３は通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３と端子ブロック１７の組立完了斜視図である。

電力量計ユニット１２は、電源から配電線を介して負荷に供給された電力量を計測する計測回路が内蔵されている。また、通信端局ユニット１１は、電力量計ユニット１２で計測された電力量を含む各種データを外部に送信したり、電力量計ユニット１２を制御するための制御信号を外部から受信したりする送受信回路が内蔵されている。さらに、直結ユニット１３は、電力量計ユニット１２と負荷との間を開閉するリレー回路が内蔵された開閉器ユニット３（図７および図８参照）と異なり、その開閉器ユニット３のリレー回路を短絡させたものである。

端子ブロック１５は、筐体１４を構成するベース部１８の下部に取り付けられている。図１に示すように、この端子ブロック１５の電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓと負荷側端子部１５Ｌ，１６Ｌとの間に、通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３が二つの接続線２１，２２により電気的に接続されている。電源側端子部１５Ｓと負荷側端子部１５Ｌとを繋ぐ接続線２１、および電源側端子部１６Ｓと負荷側端子部１６Ｌとを繋ぐ接続線２２は、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから負荷側端子部１５Ｌ，１６Ｌへ至る通電路として、ベース部１８の内部および各ユニット１１〜１３の内部に配設されている。なお、図１中の接続線２１，２２は模式的に表されている。

これら通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３は、ベース部１８に設けられたソケット構造１９でもってベース部１８の内部配線と各ユニット１１〜１３の内部配線とを電気的に接続することにより二つの接続線２１，２２が形成され、これにより電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓと負荷側端子部１５Ｌ，１６Ｌとの間に接続された状態でベース部１８に組み付けられる。

また、図２および図３に示すように、通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３を被覆する透明の保護カバー２０がベース部１８に取り付けられる。このベース部１８と保護カバー２０とで筐体１４が構成されている。端子ブロック１５には、電力供給設備からの配電線が電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓにネジ止めにより接続され、電力需要家内の負荷への配電線が負荷側端子部１５Ｌ，１６Ｌにネジ止めにより接続される。

このような電子式電力量計が設置された一般家庭などの電力需要家では、各種の家電機器や情報機器が使用されており、これら家電機器や情報機器の多様化に伴い、落雷などによる過大な雷サージが家電機器や情報機器の電源線から侵入して、その雷サージでもって家電機器や情報機器が破壊されることを未然に防止する必要がある。

そこで、電力需要家に設置された電子式電力量計に雷サージ対策を施すため、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入するサージを吸収するサージ防護手段としての放電ギャップを端子ブロック１７に設ける。このサージ防護手段としての放電ギャップは以下の構造を具備する。

図１および図４（ａ）（ｂ）に示すように端子ブロック１７の中央部位、つまり、電源側端子部１６Ｓと負荷側端子部１６Ｌとの間に接地金具２６を埋設し、その接地金具２６と電源側端子部１６Ｓとの間に空洞部２７を形成する。この空洞部２７の形成により接地金具２６と電源側端子部１６Ｓとの間に放電ギャップ２８を形成する。なお、この放電ギャップ２８での放電現象が所定の放電開始電圧で発生し易くするように、図５に示すように接地金具２６の電源側端子部側の側面に、電源側端子部１６Ｓに向けて突出する突起２９を設けている。前述の接地金具２６は、接地線をネジ止めにより接続することにより大地と接続される。

このように電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入する雷サージを吸収するサージ防護手段としての放電ギャップ２８を端子ブロック１７に設けたことにより、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入する雷サージを放電ギャップ２８での放電現象により接地金具２６を介して接地側である大地へ速やかに吸収することができるので、その雷サージが通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３に達することを回避でき、通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３をサージから保護することができる。

例えば、図１に示すように、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２にバリスタやサージアブソーバ等のサージ防護素子２４，２５を設けた電子式電力量計の場合、つまり、端子ブロック１７の電源側端子部１５Ｓと負荷側端子部１５Ｌとを繋ぐ接続線２１と、端子ブロック１７の電源側端子部１６Ｓと負荷側端子部１６Ｌと繋ぐ接続線２２との間、すなわち、線間の電源側にサージ防護素子２４，２５を通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２の内部で接続した電子式電力量計の場合、放電ギャップ２８の放電開始電圧は、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２に内蔵されたサージ防護素子２４，２５の制限電圧よりも低く設定する。

このように、放電ギャップの２８放電開始電圧を、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２に内蔵されたサージ防護素子２４，２５の制限電圧よりも低く設定することにより、サージ防護素子２４，２５によるサージ吸収よりも低い電圧で放電ギャップ２８での放電が開始するため、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入する雷サージが通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３に達することを確実に回避することができる。

なお、前述の実施形態では、サージ防護手段として放電ギャップ２８を端子ブロック１７に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、サージ防護手段の他の実施形態として、図６に示すように、二つの電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓ間にバリスタやサージアブソーバ等のサージ防護素子３０を接続することも可能である。これにより、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入する雷サージをサージ防護素子３０により速やかに吸収することができる。

また、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２にバリスタやサージアブソーバ等のサージ防護素子２４，２５を設けた電子式電力量計の場合（図１参照）、端子ブロック１７の二つの電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓ間に設けたサージ防護素子３０は、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２に内蔵されたサージ防護素子２４，２５よりも低い制限電圧に設定する。

このように、端子ブロック１７に設けたサージ防護素子３０の制限電圧を、通信端局ユニット１１および電力量計ユニット１２に内蔵されたサージ防護素子２４，２５の制限電圧よりも低く設定することにより、サージ防護素子２４，２５によるサージ吸収よりも低い電圧でサージ防護素子３０により雷サージを吸収することができるため、電源側端子部１５Ｓ，１６Ｓから侵入する雷サージが通信端局ユニット１１、電力量計ユニット１２および直結ユニット１３に達することを確実に回避することができる。

本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１１通信端局ユニット
１２電力量計ユニット
１３直結ユニット
１４筐体
１５Ｓ，１６Ｓ電源側端子部
１５Ｌ，１６Ｌ負荷側端子部
１７端子ブロック
２６接地金具
２７空洞部
２８サージ防護手段（放電ギャップ）
３０サージ防護手段（サージ防護素子）

Claims

電力量計ユニットを含む複数のユニットが筐体の上部に組み付けられると共に、電線が接続される電源側端子部および負荷側端子部を有する端子ブロックが前記筐体の下部に取り付けられた電子式電力量計において、前記電源側端子部から侵入するサージを吸収するサージ防護手段を前記端子ブロックに設け、前記サージ防護手段は、電源側端子部と負荷側端子部との間に埋設されて前記電源側端子部に空洞部を介して並設された接地金具と前記電源側端子部との間に形成された放電ギャップとし、前記接地金具の電源側端子部側の側面に、電源側端子部に向けて突出する突起を設けたことを特徴とする電子式電力量計。
前記放電ギャップは、前記電力量計ユニットを含む複数のユニットに設けられたサージ防護素子よりも低い放電開始電圧に設定されている請求項１に記載の電子式電力量計。