JP6020795B2 - Electricity meter - Google Patents
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Description
本発明は電力量計に関し、特に、電力線に高周波信号を重畳させるために誘導結合方式を用いる電力線搬送通信システムに好適な電力量計に関する。 The present invention relates to a watt hour meter, and more particularly to a watt hour meter suitable for a power line carrier communication system that uses an inductive coupling method to superimpose a high frequency signal on a power line.
近年、電力線に１０ｋＨｚ以上の高周波信号を重畳して通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ，Power Line Communications）が注目されている。以前は、電力線搬送通信の周波数帯域としては１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域（以下、「低周波数帯域」という。）のみが認められていたが、２００６年１０月の電波法令改正により、屋内限定ではあるものの２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚのより高帯域を用いることが認められた。これに伴い、数十〜数百Ｍｂｐｓの高速通信が可能になったことから、特に家庭内やオフィス内での利用に注目が集まっている。 In recent years, attention has been paid to power line communication (PLC) that performs communication by superimposing a high-frequency signal of 10 kHz or more on a power line. Previously, only the frequency band of 10 kHz to 450 kHz (hereinafter referred to as “low frequency band”) was accepted as the frequency band for power line carrier communication, but it was limited to indoors due to the revision of radio wave law in October 2006. It has been observed that higher bands of 2 MHz to 30 MHz are used. Accompanying this, high speed communication of several tens to several hundreds Mbps has become possible, and thus attention is particularly focused on use in homes and offices.
しかし、従来通りの低周波数帯域を用いる電力線搬送通信システムも引き続き多用されている。具体的には、集合住宅内の各戸の電力量計（電気メーター）の検針（データ収集）や遠隔地からの機器制御に用いる例が挙げられる。 However, the conventional power line carrier communication system using a low frequency band is still frequently used. Specifically, examples are used for meter reading (data collection) of watt-hour meters (electric meters) at each house in an apartment house and device control from a remote location.
ところで、電力線に高周波信号を重畳させるための技術のひとつとして、並走する電力線と信号線とをトロイダルコアで挟み込むことにより、信号線に流れる高周波信号を電力線にインジェクションする方式（誘導結合方式）が知られている。特許文献１，２には、誘導結合方式を用いる電力線搬送通信システムが開示されている。
By the way, as one of the techniques for superposing a high-frequency signal on a power line, there is a method (inductive coupling method) for injecting a high-frequency signal flowing in a signal line into the power line by sandwiching the parallel power line and the signal line with a toroidal core. Are known.
誘導結合方式の電力線搬送通信システムを電力量計の検針に用いる場合、電力量計の出力信号（検針データ）を電力線にインジェクションする必要があり、これは電力線にインジェクション部（通常はトロイダルコア）を取り付けることによって実現される。取り付け作業は、できれば電力量計の設置と同時に行うことが好ましいが、既設の電力量計に対してインジェクション部を追加することになる場合も多い。そのような場合、インジェクション部の取り付け作業は既設の電力線に対して行う現場作業となるが、作業に際してはトロイダルコアを取り付ける場所の確保や取り付け作業に困難を伴うことが多い。そのため、熟練した作業員による作業が必要となるうえ、作業時間も長くなっており、作業コストが嵩むという問題がある。以下、作業の具体的な内容について詳しく説明する。 When using an inductively coupled power line communication system for meter reading of a watt hour meter, it is necessary to inject the output signal (meter reading data) of the watt hour meter into the power line. Realized by mounting. The attachment work is preferably performed simultaneously with the installation of the watt hour meter, if possible, but there are many cases where an injection unit is added to the existing watt hour meter. In such a case, the installation work of the injection part is a field work to be performed on the existing power line. However, the work often involves difficulty in securing a place to attach the toroidal core and the installation work. For this reason, there is a problem that work by skilled workers is required, and the work time is long, and the work cost is increased. Hereinafter, specific contents of the work will be described in detail.
電力量計は一般に、電力量計収容箱の中に配置される。収容箱には穴が設けられており、電力線は、この穴を通じて収容箱内に導入される。収容箱のサイズは様々であるが、通常は電力量計より若干大きい程度のサイズであり、内部にインジェクション部を設置する場所を確保することはできない。したがって、収容箱の外で電力線にインジェクション部を取り付けることになるが、収容箱の外の状態は家庭ごとに異なるため、画一化したマニュアル作業によってはインジェクション部を配置することができず、熟練した作業員による作業が必要となる。 The watt-hour meter is generally placed in a watt-hour storage box. The accommodation box is provided with a hole, and the power line is introduced into the accommodation box through the hole. Although the size of the storage box varies, it is usually slightly larger than the watt hour meter, and it is not possible to secure a place for installing the injection unit inside. Therefore, although the injection part is attached to the power line outside the storage box, the state outside the storage box varies from home to house, so the injection part cannot be arranged depending on a uniform manual operation. Work by the worker who did it
また、収容箱内にインジェクション部を設置できる場合であっても、収容箱内では電力線が折れ曲がって配線されていることが一般的である。したがって、インジェクション部を設置するためには収容箱内の電力線のフォーミングを変える必要があり、そのような作業には、やはり熟練した作業員による作業が必要となる。 Moreover, even if it is a case where an injection part can be installed in a storage box, it is common that the power line is bent and wired in the storage box. Therefore, in order to install the injection section, it is necessary to change the forming of the power line in the storage box, and such work also requires work by skilled workers.
また、特許文献１に開示される技術では、電力線のうち、インジェクション部から見て対向モデムの反対側に位置する部分に、ヒューズとキャパシタからなるバイパス部が設けられている。このバイパス部は、インジェクション部から電力線に注入された高周波信号のうち、対向モデムから離れる方向に流れていく分を対向モデム側に誘導するために設けられるもので、バイパス部を用いることにより、特許文献１の図２に示されるように、全帯域にわたって高周波信号の減衰量を低下させ、通信効率を高めることができる。
In the technique disclosed in
このバイパス部を既設の電力線に取り付ける際には、従来、電力線の被覆を破り、内部の導体に直接キャパシタ（バイパスキャパシタ）を接触させている。しかしながら、電力線の被覆を破ると、経年変化によって破れが拡大していく場合があり、ショート不良や断線不良の原因となっていた。 When this bypass portion is attached to an existing power line, conventionally, the coating of the power line is broken and a capacitor (bypass capacitor) is brought into direct contact with the internal conductor. However, when the coating of the power line is broken, the breakage may increase due to secular change, causing a short circuit failure or a disconnection failure.
したがって、本発明の目的の一つは、インジェクション部の設置のために熟練した作業員による作業を要しない構造の電力量計を提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a watt-hour meter having a structure that does not require work by a skilled worker for installing the injection section.
また、本発明の他の目的は、そもそも現場でのインジェクション部の取り付け作業を要しない、インジェクション部組み込み型の電力量計を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a watt hour meter with a built-in injection part that does not require an installation work of the injection part in the first place.
本発明のさらに他の目的は、バイパス部を設置することによる電力線不良の発生を抑制できる電力量計を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a watt-hour meter capable of suppressing the occurrence of power line defects caused by installing a bypass unit.
上記目的を達成するための本発明による電力量計は、宅内分電盤に引き込まれる単相３線式の送電線の途中に設けられた電力量計であって、信号線を構成する第１のプリント配線及び送電線を構成する第２、第３及び第４のプリント配線が形成されたプリント基板と、前記第２及び第３のプリント配線を通じて送られる交流電力を計量する計量部と、前記計量部の計量結果を示す高周波信号を前記第１のプリント配線の両端に供給するモデムとを備え、前記プリント基板には、並置された前記第１及び第２のプリント配線がともに通過する第１の領域と、並置された前記第１及び第３のプリント配線がともに通過する第２の領域とが設けられ、前記第１の領域のうち前記第１のプリント配線及び前記第２のプリント配線を挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第１及び第２の貫通孔を有し、前記第２の領域のうち前記第１のプリント配線及び前記第３のプリント配線を挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第３及び第４の貫通孔を有し、前記第１及び第２の貫通孔を通って前記第１の領域に取り付けられる第１のトロイダルコアと、前記第３及び第４の貫通孔を通って前記第２の領域に取り付けられる第２のトロイダルコアとをさらに備え、前記第１のトロイダルコアは、前記モデムから前記第１のプリント配線に供給された高周波信号を前記第２のプリント配線に、前記第２のトロイダルコアは、前記モデムから前記第１のプリント配線に供給された高周波信号を前記第３のプリント配線に、それぞれ磁気結合させることにより、前記高周波信号を前記送電線へと送出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a watt-hour meter according to the present invention is a watt-hour meter provided in the middle of a single-phase three-wire transmission line drawn into a residential distribution board, and comprises a first signal line . A printed circuit board on which the second, third, and fourth printed wirings constituting the printed wiring and the power transmission line are formed, a measuring unit that measures the AC power transmitted through the second and third printed wirings, and A modem for supplying a high-frequency signal indicating a measurement result of the measuring unit to both ends of the first printed wiring, and the first and second printed wirings arranged in parallel pass through the printed circuit board. And a second region through which the juxtaposed first and third printed wirings pass together, and the first printed wiring and the second printed wiring are connected to each other in the first region. Two facing each other The first and second through-holes are respectively provided at the positions, and the third and second positions are respectively opposed to each other across the first printed wiring and the third printed wiring in the second region. A first toroidal core having a fourth through hole and attached to the first region through the first and second through holes; and the first toroidal core through the third and fourth through holes. A second toroidal core attached to the second region, wherein the first toroidal core receives a high-frequency signal supplied from the modem to the first printed wiring to the second printed wiring. 2 of the toroidal core, a high frequency signal supplied to the first printed circuit from the modem to the third printed circuit, by magnetically coupled respectively, sending the high-frequency signal to the transmission line this The features.
本発明によれば、電力量計を構成するプリント基板上に、電力線搬送通信システム用の１のインジェクション部を取り付け可能に構成された第１の領域が予め用意されるので、熟練した作業員でなくても第１のインジェクション部の取り付け作業を行えるようになる。また、工場での製造段階で電力量計に第１のインジェクション部を取り付けておくことも可能になり、その場合には、そもそも現場での取り付け作業をなくすことが可能になる。 According to the present invention, since the first area configured to be able to attach one injection unit for the power line carrier communication system is prepared in advance on the printed circuit board constituting the watt-hour meter, Even if it does not exist, the attachment operation | work of a 1st injection part can be performed now. In addition, it is possible to attach the first injection unit to the watt hour meter at the manufacturing stage in the factory, and in that case, it is possible to eliminate the installation work at the site.
また、上記電力量計において、前記第２のプリント配線は、前記第３のプリント配線に向けて突出した第１のランドパターンを有し、前記第３のプリント配線は、前記第１のランドパターンに向けて突出した第２のランドパターンと、前記第４のプリント配線に向けて突出した第３のランドパターンとを有し、前記第４のプリント配線は、前記第３のランドパターンに向けて突出した第４のランドパターンを有することとしてもよい。これによれば、バイパス部を設置するために電力線の被覆を破る必要がないので、バイパス部を設置することによる電力線不良の発生を抑制できる。なお、この場合、一端が前記第１のランドパターンと電気的に接続され、他端が前記第２のランドパターンと電気的に接続された第１のキャパシタと、一端が前記第３のランドパターンと電気的に接続され、他端が前記第４のランドパターンと電気的に接続された第２のキャパシタとをさらに備え、前記第１及び第２のキャパシタそれぞれの静電容量は、該第１及び第２のキャパシタが前記高周波信号のバイパスとして機能する一方、前記第２乃至第４のプリント配線の間での前記交流電力の漏えいが実質的に発生しない値であることが好ましい。 Further, in the watt-hour meter, the second printed wiring has a first land pattern protruding toward the third printed wiring, and the third printed wiring has the first land pattern. A second land pattern protruding toward the fourth printed wiring and a third land pattern protruding toward the fourth printed wiring, wherein the fourth printed wiring is directed toward the third land pattern. It is good also as having the projected 4th land pattern. According to this, since it is not necessary to break the coating of the power line in order to install the bypass part, it is possible to suppress the occurrence of power line defects due to the installation of the bypass part. In this case, one end is electrically connected to the first land pattern, the other end is electrically connected to the second land pattern, and one end is the third land pattern. And a second capacitor having the other end electrically connected to the fourth land pattern, and the capacitance of each of the first and second capacitors is the first capacitor. It is preferable that the second capacitor functions as a bypass for the high-frequency signal, but the AC power does not leak between the second to fourth printed wirings.
また、上記電力量計において、前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とは、前記プリント基板の互いに反対側の表面に形成されることとしてもよい。 In the watt-hour meter, the first printed wiring and the second printed wiring may be formed on opposite surfaces of the printed board.
本発明によれば、電力量計を構成するプリント基板上に、電力線搬送通信システム用のトロイダルコアを取り付け可能に構成された領域が予め用意されるので、熟練した作業員でなくてもインジェクション部の取り付け作業を行えるようになる。また、工場での製造段階で電力量計にインジェクション部を取り付けておくことも可能になり、その場合には、そもそも現場での取り付け作業をなくすことが可能になる。 According to the present invention, an area configured to be able to attach a toroidal core for a power line carrier communication system is prepared in advance on a printed circuit board constituting a watt-hour meter. Can be installed. It is also possible to attach an injection unit to the watt hour meter at the manufacturing stage in the factory, and in that case, it is possible to eliminate the installation work in the field.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１（ａ）（ｂ）は、本実施の形態による電力量計１の構成図である。電力量計１はプリント基板Ｐを有しており、図１（ａ）はその表面Ｐａの平面図を、図１（ｂ）は裏面Ｐｂの平面図をそれぞれ示している。
Fig.1 (a) (b) is a block diagram of the watt-
本実施の形態による電力量計１は、各家庭の電力使用量を計測するためのものである。図示していないが、各家庭には宅内分電盤が設置されており、柱上トランスから宅内分電盤まで単相３線式の送電線が引き込まれる。電力量計１はこの配電線の途中に設けられており、送電線を流れる電力を積算計量する役割を果たす。電力量計１の計量結果（検針データ）は、電力線搬送通信システムにより、電力線に重畳されて電柱上の柱上トランス近傍に設置されたＰＬＣモデムへ送られ、さらにＰＬＣモデムから、電柱に張り巡らされた光ファイバ網を介して電力会社へと送信される。
The watt-
図１（ａ）に示すように、プリント基板Ｐの表面Ｐａには、並走するプリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢ（第２乃至第４のプリント配線）と、第１乃至第４のランドパターンＬ１〜Ｌ４とが形成される他、機能部として計量部２、制御部３、表示部４、及びＰＬＣモデム部５が配置される。
As shown in FIG. 1A, on the surface Pa of the printed circuit board P, parallel printed wirings LR, LW, LB (second to fourth printed wirings) and first to fourth land patterns L1. -L4 are formed, and the measuring unit 2, the
プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢは、商用の交流電力（周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を送電するための単相３線式の送電線を構成する。具体的には、プリント配線ＬＲが第１の電圧線（赤線）、プリント配線ＬＷが中性線（白線）、プリント配線ＬＢが第２の電圧線（黒線）となる。プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢそれぞれの一端はトランス（柱上トランス）に接続され、それぞれの他端は宅内分電盤に接続される。 The printed wirings LR, LW, and LB constitute a single-phase three-wire transmission line for transmitting commercial AC power (frequency 50 Hz or 60 Hz). Specifically, the printed wiring LR is a first voltage line (red line), the printed wiring LW is a neutral line (white line), and the printed wiring LB is a second voltage line (black line). One end of each of the printed wirings LR, LW, LB is connected to a transformer (pillar transformer), and the other end is connected to a residential distribution board.
計量部２は、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢを通じて送られる交流電力を積算し、計量する機能を有している。計量部２の種類は特に限定されないが、例えばアラゴーの円板を有する誘導形のものであってよい。 The measuring unit 2 has a function of integrating and measuring AC power sent through the printed wirings LR, LW, and LB. Although the kind of the measurement part 2 is not specifically limited, For example, it may be an induction type having an Arago disk.
制御部３は、計量部２の計量結果をデータ化し、検針データとして表示部４及びＰＬＣモデム部５に供給する機能を有している。表示部４は、供給された検針データを、人の目に見える形で表示する機能を有している。具体的な例を挙げると、表示部４は、例えば液晶ディスプレイや現字形表示部である。
The
ＰＬＣモデム部５は、制御部３から供給される検針データを示す１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの高周波信号を生成する回路である。ＰＬＣモデム部５は、生成した高周波信号を、後述するプリント配線Ｓに供給するよう構成される。
The
プリント配線Ｓについて説明する。プリント配線Ｓ（第１のプリント配線）は、図１（ｂ）に示すように、プリント基板Ｐの裏面Ｐｂに形成される。プリント配線Ｓは、プリント基板Ｐに設けられるスルーホールＨ５を通って、表面ＰａのＰＬＣモデム部５に接続される。
The printed wiring S will be described. The printed wiring S (first printed wiring) is formed on the back surface Pb of the printed circuit board P as shown in FIG. The printed wiring S is connected to the
ここで、プリント基板Ｐには、図１（ａ）（ｂ）に示すように、プリント配線ＬＲが通過する第１の領域Ａ１と、プリント配線ＬＷが通過する第２の領域Ａ２とが設けられる。プリント配線Ｓは、これらの領域Ａ１，Ａ２内で、それぞれプリント配線ＬＲ，ＬＷと上下方向に並置されるように配線される。また、プリント配線Ｓは、両端でＰＬＣモデム部５に接続され、かつ領域Ａ１，Ａ２を順次通過するように配線される。
Here, as shown in FIGS. 1A and 1B, the printed circuit board P is provided with a first area A1 through which the printed wiring LR passes and a second area A2 through which the printed wiring LW passes. . The printed wiring S is wired so as to be juxtaposed in the vertical direction with the printed wirings LR and LW in these areas A1 and A2, respectively. Further, the printed wiring S is connected to the
領域Ａ１，Ａ２はそれぞれ、領域内を並走する２本のプリント配線を挟むトロイダルコア（インジェクション部）を取り付け可能に構成される。具体的に説明すると、プリント基板Ｐは、領域Ａ１のうち、領域内を並走するプリント配線ＬＲ，Ｓを挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第１及び第２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２を有している。同様に、プリント基板Ｐは、領域Ａ２のうち、領域内を並走するプリント配線ＬＷ，Ｓを挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第３及び第４の貫通孔Ｈ３，Ｈ４を有している。第１乃至第４の貫通孔Ｈ１〜Ｈ４はいずれも、図示するように、プリント配線の延伸方向に沿う長辺を有する長方形の断面を有しており、これにより、第１及び第２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２の間、並びに第３及び第４の貫通孔Ｈ３，Ｈ４の間には、それぞれブリッジ状の領域が形成されている。各プリント配線は、このブリッジ状の領域に配線される。なお、図１の例では、第２の貫通孔Ｈ２と第３の貫通孔Ｈ３とが一体化し、ひとつの大きな貫通孔を構成しているが、これらが分離していてもよいのは勿論である。トロイダルコアは、これら第１乃至第４の貫通孔Ｈ１〜Ｈ４に取り付けられる。 Each of the regions A1 and A2 is configured such that a toroidal core (injection portion) sandwiching two printed wirings running in parallel in the region can be attached. More specifically, the printed circuit board P includes first and second through holes H1 and H2 at two positions facing each other across the printed wirings LR and S running in parallel in the region A1. Have. Similarly, the printed circuit board P has third and fourth through holes H3 and H4 at two positions facing each other with the printed wirings LW and S running in parallel in the region in the region A2. Yes. As shown in the figure, each of the first to fourth through holes H1 to H4 has a rectangular cross section having a long side along the extending direction of the printed wiring, whereby the first and second through holes are formed. Bridge-shaped regions are formed between the holes H1 and H2 and between the third and fourth through holes H3 and H4. Each printed wiring is wired in this bridge-shaped region. In the example of FIG. 1, the second through-hole H2 and the third through-hole H3 are integrated to form one large through-hole. Of course, they may be separated. is there. The toroidal core is attached to the first to fourth through holes H1 to H4.
図２（ａ）は、領域Ａ１，Ａ２にそれぞれ第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２を取り付けた状態を示している。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面に対応する電力量計１の断面図である。これらの図に示すように、第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２はそれぞれ円筒状の磁性体コアであり、円筒軸を含む平面で２分割できるように構成される。取り付けの際には、各トロイダルコアを２分割した状態で対応する貫通孔に挿入し、その後、各分割片の端面どうしをつなぎ合わせる。これにより、それぞれ対応する２本のプリント配線を挟む第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２が完成する。なお、第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２は、例えば接着等の手段によりプリント基板Ｐに固定しておくことが好ましい。これは、取り付けた後の第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２が、プリント基板Ｐに対して動いてしまうことのないようにするためである。また、第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２それぞれに磁気ギャップを設けてもよい。
FIG. 2A shows a state in which the first and second toroidal cores T1 and T2 are attached to the regions A1 and A2, respectively. Moreover, FIG.2 (b) is sectional drawing of the watt-
図３は、電力量計１の等価回路図である。ただし同図では、計量部２にかかる回路については図示していない。同図に示すように、プリント配線Ｓは、第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２を介して、それぞれプリント配線ＬＲ，ＬＷと磁気結合している。別の言い方をすれば、トロイダルコアＴ１（第１のインジェクション部）は、プリント配線Ｓをプリント配線ＬＲに磁気結合させている。また、トロイダルコアＴ２（第２のインジェクション部）は、プリント配線Ｓをプリント配線ＬＷに磁気結合させている。このように、プリント配線Ｓがプリント配線ＬＲ，ＬＷと磁気結合しているので、ＰＬＣモデム部５からプリント配線Ｓに供給された高周波信号（制御部３から供給される検針データを示す信号）は、プリント配線ＬＲ，ＬＷにインジェクションされる（重畳される）ことになる。インジェクションされた高周波信号は、図示しない柱上トランスの近傍に設置したＰＬＣモデム（親機）が受信し、最終的には電柱に張り巡らされた光ファイバ網を介して電力会社のサーバまで到達する。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the watt-
図１（ａ）（ｂ）において、第１乃至第４のランドパターンＬ１〜Ｌ４は、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢに設けられる突起状の配線パターンであり、いずれも領域Ａ１，Ａ２より宅内分電盤側の位置に設けられる。この配置は電力線搬送通信システムの通信効率を高めるためであるが、詳しくは後述する。第１のランドパターンＬ１は、プリント配線ＬＲからプリント配線ＬＷ側に向けて突出して設けられる。一方、第２のランドパターンＬ２は、プリント配線ＬＷから第１のランドパターンＬ１に向けて突出して設けられる。また、第３のランドパターンＬ３は、プリント配線ＬＷからプリント配線ＬＢ側に向けて突出して設けられる。一方、第４のランドパターンＬ４は、プリント配線ＬＢから第３のランドパターンＬ３に向けて突出して設けられる。 In FIGS. 1A and 1B, the first to fourth land patterns L1 to L4 are protruding wiring patterns provided on the printed wirings LR, LW, and LB, all of which are separated from the areas A1 and A2. It is provided at a position on the electrical panel side. This arrangement is for increasing the communication efficiency of the power line carrier communication system, and will be described later in detail. The first land pattern L1 is provided so as to protrude from the printed wiring LR toward the printed wiring LW. On the other hand, the second land pattern L2 is provided so as to protrude from the printed wiring LW toward the first land pattern L1. The third land pattern L3 is provided so as to protrude from the printed wiring LW toward the printed wiring LB. On the other hand, the fourth land pattern L4 is provided so as to protrude from the printed wiring LB toward the third land pattern L3.
第１乃至第４のランドパターンＬ１〜Ｌ４は、プリント配線間を短絡するキャパシタを接続するために設けられるものである。図２（ａ）には、第１及び第２のランドパターンＬ１，Ｌ２の間に第１のキャパシタＣ１を、第３及び第４のランドパターンＬ３，Ｌ４の間に第２のキャパシタＣ２を、それぞれ接続した例を示している。同図に示すように、第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２はそれぞれチップキャパシタであり、図示しない裏面側の端子により、対応するランドパターンと接続される。 The first to fourth land patterns L1 to L4 are provided to connect capacitors that short-circuit the printed wirings. In FIG. 2A, a first capacitor C1 is provided between the first and second land patterns L1, L2, and a second capacitor C2 is provided between the third and fourth land patterns L3, L4. Examples of connection are shown. As shown in the figure, each of the first and second capacitors C1 and C2 is a chip capacitor, and is connected to a corresponding land pattern by a terminal on the back side (not shown).
図３には、第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２にかかる等価回路も示している。同図に示すように、第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２はバイパス部Ｂを構成する。バイパス部Ｂは、高周波信号のバイパスとして機能する一方、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢの間での交流電力の漏えいが実質的に発生しないよう設計された回路である。これは、第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２の静電容量を、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢを通じて送られる交流電力が第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２を実質的に通過できず、一方でプリント配線Ｓに供給される高周波信号が第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２を実質的に通過できる程度の値に設計することによって実現される。こうすることで、バイパス部Ｂが、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢを通じて送られる交流電力の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）と、プリント配線Ｓに供給される高周波信号の周波数（１０ｋＨｚ以上）との間にカットオフ周波数を有するローパスフィルタとして機能するので、プリント配線ＬＲ，ＬＷにインジェクションされた高周波信号のうち宅内分電盤側に向かう成分が、バイパス部Ｂで反射されてトランス側に向かうことになる。したがって、電力線搬送通信システムの通信効率が高められる。 FIG. 3 also shows an equivalent circuit for the first and second capacitors C1 and C2. As shown in the figure, the first and second capacitors C1 and C2 constitute a bypass section B. The bypass unit B is a circuit designed to substantially prevent leakage of AC power between the printed wirings LR, LW, and LB while functioning as a high-frequency signal bypass. This is because the AC power sent through the printed wirings LR, LW, LB cannot substantially pass through the first and second capacitors C1, C2 through the capacitances of the first and second capacitors C1, C2, On the other hand, it is realized by designing the high-frequency signal supplied to the printed wiring S to a value that can substantially pass through the first and second capacitors C1 and C2. By doing so, the bypass section B is between the frequency of the AC power (50 Hz or 60 Hz) sent through the printed wirings LR, LW, LB and the frequency of the high frequency signal (10 kHz or more) supplied to the printed wiring S. Since it functions as a low-pass filter having a cut-off frequency, a component of the high-frequency signal injected into the printed wirings LR and LW toward the in-house distribution board is reflected by the bypass unit B and travels toward the transformer. Therefore, the communication efficiency of the power line carrier communication system is increased.
また、バイパス部Ｂは、電力線搬送通信システムにおける通信の安定度を向上させる効果も有している。すなわち、近年の家電製品にはインバータ化されたものが多く、そのような家電製品は一般に、電源が放出するノイズを低減するための大容量のコンデンサを一次側に有している。このような大容量のコンデンサは、送電線から見ればそれ自体がノイズ源となり、電力線搬送通信システムにおける通信が安定しない要因となる。バイパス部Ｂは、こうして宅内で発生するノイズを反射する役割も果たすので、バイパス部Ｂを設けることで、電力線搬送通信システムにおける通信の安定度を向上させることが可能になる。 The bypass unit B also has an effect of improving the stability of communication in the power line carrier communication system. That is, many home appliances in recent years have been converted into inverters, and such home appliances generally have a large-capacity capacitor on the primary side for reducing noise emitted by the power source. Such a large-capacity capacitor itself becomes a noise source when viewed from the power transmission line, and becomes a factor that the communication in the power line carrier communication system is not stable. Since the bypass unit B also plays a role of reflecting the noise generated in the house in this way, by providing the bypass unit B, it is possible to improve the stability of communication in the power line carrier communication system.
以上説明したように、本実施の形態による電力量計１では、プリント基板Ｐ上に、電力線搬送通信システム用の第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２を取り付け可能に構成された第１及び第２の領域Ａ１，Ａ２が予め用意される。したがって、熟練した作業員でなくても、第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２の取り付け作業を行えるようになる。また、工場での製造段階で電力量計１に第１及び第２のトロイダルコアＴ１，Ｔ２を取り付けておくことも可能になり、その場合には、そもそも現場での取り付け作業をなくすことが可能になる。
As described above, in the watt-
また、本実施の形態による電力量計１では、プリント基板Ｐ上に、バイパス部Ｂを構成する第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２を設置するための第１乃至第４のランドパターンＬ１〜Ｌ４が予め用意される。したがって、バイパス部Ｂを設置するために電力線の被覆を破る必要がないので、バイパス部Ｂを設置することによる電力線不良の発生を抑制できる。
In the watt-
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and this invention can be implemented in various aspects in the range which does not deviate from the summary. Of course.
例えば、上記実施の形態では２つのトロイダルコアＴ１，Ｔ２を用い、プリント配線Ｓを２本の電力線に磁気結合させたが、１つのトロイダルコアを用いて１本の電力線に磁気結合させることとしてもよいし、３つのトロイダルコアを用いて３本の電力線に磁気結合させることとしてもよい。いずれの場合にも、上記実施の形態で説明した第１乃至第４の貫通孔Ｈ１〜Ｈ４と同様の貫通孔を用いて、トロイダルコアを取り付ける領域を確保することが可能である。 For example, in the above embodiment, two toroidal cores T1 and T2 are used and the printed wiring S is magnetically coupled to two power lines. Alternatively, it may be magnetically coupled to the three power lines using three toroidal cores. In any case, it is possible to secure a region to which the toroidal core is attached using the same through holes as the first to fourth through holes H1 to H4 described in the above embodiment.
また、上記実施の形態では電力量計にバイパス部を設けたが、バイパス部を設けることは必須ではない。すなわち、バイパス部を設けなくても、本発明の主たる効果、すなわち、熟練した作業員でなくてもトロイダルコアの取り付け作業を行えるようになる、という効果を得ることは可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the bypass part was provided in the watt-hour meter, it is not essential to provide a bypass part. That is, it is possible to obtain the main effect of the present invention, that is, the effect that the installation work of the toroidal core can be performed even if it is not a skilled worker without providing the bypass part.
また、上記実施の形態では第１及び第２のランドパターンＬ１，Ｌ２の間、並びに第３及び第４のランドパターンＬ３，Ｌ４の間に、それぞれチップキャパシタを接続したが、キャパシタとヒューズとが直列に接続されたチップ部品を接続することとしてもよい。こうすることで、プリント配線ＬＲ，ＬＷ，ＬＢの間に短絡が発生することを防止できる。 In the above embodiment, chip capacitors are connected between the first and second land patterns L1 and L2 and between the third and fourth land patterns L3 and L4, respectively. It is good also as connecting the chip components connected in series. By doing so, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the printed wirings LR, LW, LB.
また、上記実施の形態では単相３線式の送電線に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、その他のタイプの送電線、例えば単相２線式の送電線などにも好適に適用可能である。 In the above embodiment, the present invention is applied to a single-phase three-wire transmission line. However, the present invention is applicable to other types of transmission lines, such as a single-phase two-wire transmission line. It can be suitably applied.
Ａ１ 第１の領域
Ａ２ 第２の領域
Ｂ バイパス部
Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ
Ｈ１〜Ｈ４ 貫通孔
Ｈ５ スルーホール
Ｌ１〜Ｌ４ ランドパターン
ＬＲ，ＬＷ，ＬＢ，Ｓ プリント配線
Ｐ プリント基板
Ｐａ プリント基板Ｐの表面
Ｐｂ プリント基板Ｐの裏面
Ｔ１，Ｔ２ トロイダルコア
１ 電力量計
２ 計量部
３ 制御部
４ 表示部
５ ＰＬＣモデム部
A1 1st area A2 2nd area B Bypass part C1, C2 Capacitor H1-H4 Through hole H5 Through hole L1-L4 Land pattern LR, LW, LB, S Printed wiring P Printed circuit board Pa Surface Pb of printed circuit board P Print Back side T1, T2 of substrate
Claims (4)
信号線を構成する第１のプリント配線及び前記送電線を構成する第２、第３及び第４のプリント配線が形成されたプリント基板と、
前記第２及び第３のプリント配線を通じて送られる交流電力を計量する計量部と、
前記第１のプリント配線の両端に接続され、前記計量部の計量結果を示す高周波信号を前記第１のプリント配線に供給するモデムとを備え、
前記プリント基板には、並置された前記第１及び第２のプリント配線がともに通過する第１の領域と、並置された前記第１及び第３のプリント配線がともに通過する第２の領域とが設けられ、
前記第１の領域のうち前記第１のプリント配線及び前記第２のプリント配線を挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第１及び第２の貫通孔を有し、
前記第２の領域のうち前記第１のプリント配線及び前記第３のプリント配線を挟んで対向する２つの位置に、それぞれ第３及び第４の貫通孔を有し、
前記第１及び第２の貫通孔を通って前記第１の領域に取り付けられる第１のトロイダルコアと、前記第３及び第４の貫通孔を通って前記第２の領域に取り付けられる第２のトロイダルコアとをさらに備え、
前記第１のトロイダルコアは、前記モデムから前記第１のプリント配線に供給された高周波信号を前記第２のプリント配線に、前記第２のトロイダルコアは、前記モデムから前記第１のプリント配線に供給された高周波信号を前記第３のプリント配線に、それぞれ磁気結合させることにより、前記高周波信号を前記送電線へと送出する
ことを特徴とする電力量計。 A watt-hour meter provided in the middle of a single-phase three-wire transmission line drawn into a residential distribution board,
A second printed circuit board the third and fourth printed wiring is formed which constitutes a first printed circuit and the transmission lines constituting the signal line,
A metering unit for metering AC power sent through the second and third printed wirings;
A modem connected to both ends of the first printed wiring and supplying a high frequency signal indicating a measurement result of the weighing unit to the first printed wiring;
Wherein the printed circuit board has a first region juxtaposed said first and second printed wiring together passes, and a second region juxtaposed said first and third printed wiring together pass Provided,
The two positions facing each other across the first printed wiring and the second printed wiring of the first region, each having a first and a second through hole,
The second region has third and fourth through holes at two positions facing each other across the first printed wiring and the third printed wiring,
A first toroidal core attached to the first region through the first and second through holes, and a second attached to the second region through the third and fourth through holes. And a toroidal core
The first toroidal core receives a high-frequency signal supplied from the modem to the first printed wiring to the second printed wiring, and the second toroidal core transmits from the modem to the first printed wiring. A watt-hour meter that sends the high-frequency signal to the power transmission line by magnetically coupling the supplied high-frequency signal to the third printed wiring .
前記第３のプリント配線は、前記第１のランドパターンに向けて突出した第２のランドパターンと、前記第４のプリント配線に向けて突出した第３のランドパターンとを有し、
前記第４のプリント配線は、前記第３のランドパターンに向けて突出した第４のランドパターンを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力量計。 The second printed wiring has a first land pattern protruding toward the third printed wiring,
The third printed wiring has a second land pattern protruding toward the first land pattern, and a third land pattern protruding toward the fourth printed wiring,
The watt-hour meter according to claim 1, wherein the fourth printed wiring has a fourth land pattern protruding toward the third land pattern.
一端が前記第３のランドパターンと電気的に接続され、他端が前記第４のランドパターンと電気的に接続された第２のキャパシタとをさらに備え、
前記第１及び第２のキャパシタそれぞれの静電容量は、該第１及び第２のキャパシタが前記高周波信号のバイパスとして機能する一方、前記第２乃至第４のプリント配線の間での前記交流電力の漏えいが実質的に発生しない値である
ことを特徴とする請求項２に記載の電力量計。 A first capacitor having one end electrically connected to the first land pattern and the other end electrically connected to the second land pattern;
A second capacitor having one end electrically connected to the third land pattern and the other end electrically connected to the fourth land pattern;
The capacitance of each of the first and second capacitors is such that the first and second capacitors function as a bypass for the high-frequency signal, while the AC power between the second to fourth printed wirings. The watt hour meter according to claim 2, wherein the value is such that substantially no leakage occurs.
ことを特徴とする請求項１又は３のいずれか一項に記載の電力量計。 The watt-hour meter according to claim 1, wherein the first printed wiring and the second printed wiring are formed on opposite surfaces of the printed circuit board. .
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