JPH0581636U - 電源監視レコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源監視レコーダにおいて、分電盤内で負荷
電流および漏れ電流を検出する電流クランプの扱いをし
易く、雑音に対して強い入力処理を可能とし、同電流ク
ランプの互換性を図る。 【構成】 分電盤を介して使用する電力を測定する電源
監視レコーダにおいて、少くとも同分電盤内で負荷電
流、漏れ電流を複数の電流クランプ１１で検出し、線間
電圧を電圧プローブで検出して各チャンネル毎に入力す
る際、その電流クランプ１１による検出電流をケーブル
１１ａを介して低インピーダンスで出力調整可能な変換
器１１ｂに送って電圧に変換し、この変換電圧を同変換
器１１ｂ側の接続コネクタ１１ｃおよび入力ユニット側
の接続プラグ１２ａを介して同入力ユニットに入力して
おり、この近接した変換器１１ｂと入力ユニットの入力
段アンプとを含めてシールドしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は例えば分電盤を介して使用する電力による負荷電流、漏れ電流およ び線間電圧の波形を短時間的に記録し、かつその波形による実効値を長時間的に 記録し、その使用する電力の供給停止（つまり停電）の原因を分析、判断すると ともに、この判断結果を報知する電源監視レコーダに関するものである。

【０００２】

【従来例】

近年、電灯需要や業務用電力需要等を問わず、分電盤を介して電力を使用する ようになっており、図４に示すように，例えば一般家庭で使用される分電盤１に は過負荷遮断器（電流制限器、配線用遮断器）２，３および漏電遮断器４が設け られている。

【０００３】 ここに、上記使用する電力が上記電流制限器２および各配線用遮断器３の許容 範囲を越えると、それら電流制限器２、各配線用遮断器３のリレーが作動し、あ るいは漏電が生じると、上記漏電遮断器４のリレーが作動する。

【０００４】 したがって、定格オーバーや漏電等が生じても、電力の供給が直ちに停止され ることから、例えば火災等の発生を未然に防止することができ、安全性が極めて 高くなっている。

【０００５】 ところで、上記分電盤１を介して使用する電力の供給停止、つまり停電の原因 を知るにはその電力の交流電流や交流電圧波形等を常に測定する必要があり、こ の場合例えば電力計や波形記録計等を用いればよい。

【０００６】

【考案が解決しょうとする課題】

しかしながら、上記測定に際し、例えば分電盤１による短時間的な波形記録と 、長時間的な実効値記録とを同時に行うことができないため、短時間的な波形記 録用の装置および長時間的な波形記録用の装置を必要とし、また負荷電流、漏れ 電流および線間電圧等の調査項目に応じて複数の装置を必要とし、これら多くの 装置を分電盤１の外部装置として配置しなければならない。

【０００７】 また、図５の交流電圧および交流電流の波形図に示すように、上記停電に際し てはその停電までの交流電圧や交流電流の波形（同図ａ，ｂに示す）を測定する ことが可能であるが、同測定波形から上記停電の原因、例えば過負荷、漏電、欠 相等によるものであるか否かを判断することが難しく、測定者で、かつ経験者で なければその停電の原因を解析ができないという問題点がある。なお、図５のａ は交流電圧波形で、同図のｂは交流電流波形である。

【０００８】 一方、上記波形記録装置にあっては、例えば図６に示すように、電流クランプ ５の電流出力（検出電流）を同波形記録装置の入力ユニット（アンプ６等）に直 接接続（入力）し、この電流出力をそのアンプ６内の変換部７で電圧に変換する ようにしている。

【０００９】 この波形記録装置の特長としては、同電流クランプ５側の制御が不用であり、 同電流クランプ５の電流出力が接続ケーブルを介してアンプ６に入力されること から、ノイズによる影響を抑えることができ、また被測定体にはセンサだけでよ いことから、電流クランプ５の小型化が図れる。

【００１０】 しかし、上記電流クランプ５およびアンプ６を一体で種々調整するようになっ ていることから、同電流クランプ５の精度にバラツキがあると、再度一体で調整 する必要があり、つまり電流クランプ５の互換性がとれない。

【００１１】 また、波形記録装置としては、例えば図７に示すように、電流クランプ８側に 同電流クランプ８の電流出力（検出電流）を抵抗等で電圧に変換する変換器７を 設け、この変換器７による変換電圧をケーブルを介して同波形記録装置の入力ユ ニット（アンプ９等）に送るようにしている。そして、この電流クランプ８およ びアンプ（当該装置の入力段）９がそれぞれ別個に調整するようになっているこ とから、同電流クランプ５の互換性を図ることができる。

【００１２】 しかし、上記電流クランプ８は内蔵の変換器７の分だけどうしても大きくなる ことから、扱いにくく、さらにその変換器７による変換電圧をケーブルを介して 入力ユニットのアンプ６に入力する場合同アンプ６の入力インピーダンスを高く することが普通であるため、雑音防止のためのシールド処理が複雑で難しく、し かもノイズによる影響を受け易く、かつそのケーブルにより電圧降下を生じると いう問題点がある。

【００１３】 この考案は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は使用する電力を長 時間的に測定し、その電力停止の原因、分析、報知を行うに際して、その測定に 用いる電流クランプの出力電流に対して雑音に強い入力処理を行うことができ、 かつ同電流クランプを扱い易くすることができ、同電流クランプの互換性をとる ことができるようにした電源監視レコーダを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案の電源監視レコーダは、負荷電流、漏れ 電流を検出する複数の電流クランプおよび線間電圧を検出する少なくとも１つの 電圧プローブと、上記各電流クランプと当該装置とを接続するケーブルの同当該 装置側端部でそれぞれ電流クランプによる検出電流を電圧に変換し、かつ出力電 圧を調整可能とし、少なくともこの変換された電圧を当該装置の入力段アンプに 直接的に出力する変換器とを備え、この変換器を当該装置の入力段アンプに近接 させるようにしたことを要旨とする。

【００１５】

【作用】

上記構成としたので、上記電流クランプによる検出電流をケーブルを介して当 該電源監視レコーダの側面に設けられる変換器に送って電圧に変換するが、その 変換器が当該電源監視レコーダの外部に接続されていることから、上記電流クラ ンプはセンサのみで小さくて扱い易く、例えば狭い分電盤内での使用が可能であ る。

【００１６】 また、上記電流クランプによる検出信号をケーブルを介して低インピーダンス の電流で上記変換器に送って電圧に変換し、この変換された電圧を直接的に当該 電源監視レコーダの入力段アンプに入力しており、上記変換器と入力段アンプと を含めて一体的にシールド処理していることから、ケーブルによる電圧降下によ る影響が少なくて済み、かつノイズによる影響が少なく、雑音に対して強い入力 処理を行うことができる。

【００１７】 また、被測定体によっては、種類（測定精度）の異なる電流クランプを使用す る場合、また同種類の電流クランプであっても感度にバラツキがある場合でも、 上記変換器の調整部によって同変換器の出力電圧を調整すれば、上記入力ユニッ トのアンプを調整しなくとも済むことから、電流クランプの互換性を図ることが できる。

【００１８】 これによって上記使用する電力の測定中にあって、電流クランプを交換しても 、測定結果が異なることもなく、また上記使用する電力の停止に際しては上記停 電までの所定数の波形のデータが上記波形データ記録部に確実に記録されている ことから、同停電の原因解析が可能である。

【００１９】

【実施例】

この考案の電源監視レコーダは、例えば分電盤内で負荷電流、漏れ電流および 線間電圧の波形データを各チャンネル毎に短時間的にリング式に記録し、かつそ の波形データに基いて長時間的に演算した実効値データを記録する。

【００２０】 上記波形データの記録は常時所定波形数の波形データ（例えば５０Ｈｚの場合 １６波形分、６０Ｈｚの場合１９．２波形分）について行い、また上記実効値デ ータの記録は当該電力使用の状況等が観測できるように、例えば２週間程度行う ようになっている。

【００２１】 ところで、上記負荷電流、漏れ電流を電流クランプで検出して電圧に変換し、 この変換電圧をディジタル変換してそれら負荷電流、漏れ電流の波形データを取 り込むが、上記電流クランプの大きさによっては同電流クランプを負荷電流、漏 れ電流を検出する所定箇所に配置する際に扱いにくく、また雑音に対して強い入 力処理が必要であり、さらに被測定体によっては異なる種類（精度の異なる）の 電流クランプを使用する場合もあることから、その電流クランプの互換性が必要 である。

【００２２】 そのため、上記電源監視レコードは図１に示す構成をしている。なお、図中、 図３と同一部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

【００２３】 図１において、この考案の電源監視レコーダは、少なくとも分電盤内で負荷電 流、漏れ電流および線間電圧を測定するため、同分電盤１内の所定被測定体に接 続可能とする少なくとも１つの電圧プローブ（センサ）１０および複数の電流ク ランプ（センサ）１１と、これら電圧プローブ１０および電流クランプ１１によ る各チャンネルの検出信号をそれぞれ入力可能とし、かつ取り込み可能にディジ タル変換する複数の入力ユニット１２と、これらディジタル変換した波形データ を取り込む波形取込部（メモリコントローラ）１３と、上記分電盤１を介してい る商用電源を監視する電源監視部１４と、上記波形取込部１３で取り込んだ波形 データを短時間的にリング式に記録するとともに、上記取り込まれた波形データ に基づいて実効値データを算出し、その波形データおよび実効値データに基づい て測定波形および測定実効値の表示処理等を行うＣＰＵ１５と、上記波形データ を記録するための波形データ記録部１６と、上記算出した実効値データを記録す るための実効値データ部１７とを備えている。

【００２４】 また、この電源監視レコーダは、測定結果（停電の原因、分析結果）等を表示 、印字するモニタ（ＬＣＤ）１８およびプリンタ１９と、キーボード２０とから なる入出力装置２１を備えている。

【００２５】 さらに、上記各チャンネルの入力ユニット１２は電流および電圧を入力可能と するアンプ、Ａ／Ｄ変換器およびフォトカプラで構成されている。さらにまた、 上記電源監視部１４は分電盤１を介した電力（商用電源）と基準値（スレッショ ルド電圧；例えば６０Ｖ乃至７０Ｖ）とを比較し、同商用電源が基準値以下にな ったときにトリガを発生する構成になっており、かつ当該電源監視レコーダの測 定器内部に設けられている。

【００２６】 また、図２および図３に示すように、上記電流クランプ１１の電流出力がケー ブル１１ａを介して上記入力ニュット１２に接続されるが、そのケーブル１１ａ の一端部にはその電流出力を抵抗等によって電圧に変換する変換器１１ｂが備え られており、したがって電流クランプ１１による検出電流（電流出力）はケーブ ル１１ａを介して低インピーダンスの電流で変換器１１ｂに送られる。

【００２７】 上記変換器１１ｂは接続コネクタ１１ｃを備え、上記入力ユニット１２はその 接続コネクタ１１ｃに接続可能な接続プラグ１２ａを備えており、それら接続コ ネクタ１１ｃと接続プラグ１２ｂとが当該電源監視レコーダの外部で接続可能に なっており、そのため上記入力ユニット１２の側面１２ｂが当該電源監視レコー ダの側面に現れるようになっている。

【００２８】 また、図示しないが、上記変換器１１ｃは出力電圧を調整する調整部を備えて おり、入力ユニット１２のアンプ本体に合せて電流クランプ１１および変換器１ １ｂ側で出力電圧の調整が可能になっている。

【００２９】 さらに、上記近接している変換器１１ｂと入力ユニット１２のアンプ（入力段 ）とはシールドされており、あるいはその変換器１１ｂと入力ユニット１２のア ンプとを含めてシールドされ、例えば上記接続コネクタ１１ｃ，接続プラグ１２ ａを介すことにより一体的にシールドされている。

【００３０】 次に、上記構成の電源監視レコーダの動作を詳しく説明すると、まず上記分電 盤１内で負荷電流、漏れ電流および線間電圧を検出するために、上記電圧プロー ブ１０や電流クランプ１１を分電盤１の所定箇所に接続する。

【００３１】 この場合、上記電流クランプ１１は被測定体に応じた種類のものを使用するこ とになるが、それら電流クランプ１１はセンサ部分だけあり、変換器１１ｂと一 体的でないことから、小型で、扱い易く、例えば狭い分電盤１内でも容易に使用 することができる。

【００３２】 すると、上記分電盤１内で所定箇所に配置された各電流クランプ１１による検 出電流はそれぞれケーブル１１ｃを介して変換器１１ｂに入力して電圧に変換さ れ、この変換器１１ｂの出力電はそれぞれ接続コネクタ１１ｃおよび接続プラグ １２ａを介して入力ユニット１２に入力される。

【００３３】 このように、上記検出電流をケーブル１１ａを介して当該電源監視レコーダの 側面に配置された変換器１１ｂに入力し、この入力検出電流を変換器１１ｂで電 圧に変換していることから、そのケーブル１１ａによる電圧降下を考慮する必要 もなく、また近接している変換器１１ｂと入力ユニット１２のアンプとが一体的 にシールドされていることから、雑音に対して強い入力処理ができ、ノイズの影 響を受けることもない。

【００３４】 一方、上記電流クランプ１１の種類により、また同種類の電流クランプ１１で あっても感度にバラツキがあり、このバラツキにより変換器１１ｂの出力電圧が 異なることもある。この場合、上記変換器１１ｂの調整部において例えば出力電 圧をモニタを見ながら調整すれば、入力ユニット１２のアンプを調整することな く、その変換器１１ｂの出力電圧をその入力ユニット１２に入力することができ る。すなわち、入力ユニット１２のアンプに対して、電流クランプ１１を交換し ても後述する測定結果が異なることもなく、電流クランプ１１の互換性がとれる 。

【００３５】 これにより、後述する測定中に電流クランプ１１の必要があった場合も、簡単 に電流クランプ１１を交換することができ、しかも当該電源監視レコーダ内部に ある入力ユニットのアンプの調整なしに、それまでと同様の測定結果を得ること ができ、測定を継続することができる。

【００３６】 ここに、上記分電盤１を介して電力が使用されており、同分電盤１の電流制限 器２、配線用遮断器３や漏電遮断器４が作動していないものとする。

【００３７】 上記各チャンネルの電圧プローブ１０および電流クランプ１１が分電盤１内の 所定箇所に接続されていると、同分電盤１内で負荷電流、漏れ電流および線間電 圧が検出される。この各チャンネルの検出信号が上記各入力ユニット１２に入力 されていることから、所定サンプリング周期で当該電源監視レコーダの処理可能 な波形データとされ、この各チャンネルの波形データが波形取込部１３に取込ま れることになる。

【００３８】 そして、上記入出力装置２１にて任意の測定項目（測定パターン）が選択され 、また各チャンネルのレンジ設定が行われて当該電源監視レコーダが測定状態に されていると、上記取込まれた波形データが短時間的にリング式に波形データ記 録部１６に記録され、かつその波形データにより算出した実効値データが長時間 的に実効値データ記録部１７に記録され、上記分電盤を介して使用する電力の測 定が行われる。

【００３９】 当該電源監視レコーダの測定中にあって、なんらかの原因（例えば停電）によ り分電盤１のブレーカ（電流制限器２あるいは配線用遮断器３）が降りると、同 分電盤１を介している電力の商用電源が基準値以下となるため、上記電源監視部 １４からは信号（トリガ）が発生される。

【００４０】 すると、上記トリガにより当該電源監視レコーダにおける測定が停止されるが 、上記波形データ記録部１６には上記停電までの３２０ｍｓの波形分の波形デー タが記録されている。

【００４１】 したがって、上記停電の後、当該電源監視レコーダの電源が再投入されること により、停電原因の分析、表示ルーチンが実行され、上記波形データ記録部１６ には入力波形の所定波形数分の波形データが記録されていることから、各チャン ネルについてそれぞれ１波形分の波形データにより停電時までの１波形分におけ る実効値が演算される。

【００４２】 続いて、上記演算した各チャンネルの実効値と予め設定した定格値（測定前に 入力している定格値）とがそれぞれ比較される。この定格値は各ブレーカ２，３ の定格電流値、漏電遮断器４の感度電流値および固定の線間定格電圧値（１２０ Ｖ）である。

【００４３】 例えば、上記電圧プローブ１０による検出波形の波形データの実効値（線間電 圧の測定値）と上記線間電圧値（１２０Ｖ）とが比較され、上記複数の電流クラ ンプ１１による検出波形データ（漏れ電流および負荷電流）の実効値と感度電流 値および定格電流値とがそれぞれ比較される。

【００４４】 上記比較の結果により、上記線間電圧の測定値（実効値）が１２０Ｖを越えて いる場合には欠相と判断され、上記漏れ電流の測定値（実効値）が感度電流を越 えている場合には漏電と判断され、上記負荷電流の測定値（実効値）が定格電流 を越えている場合には過負荷と判断され、同判断結果がＬＣＤ１８に表示される ため、上記停電の原因を容易に知ることができる。

【００４５】 また、上記波形データ記録部１６に記録している波形データに基づいて、目的 に応じた波形の分析、例えば高調波解析を行うことができ、かつ実効値データ記 録部１７に記録している実効値データに基づいて実効値の表示、印字処理を行う ことができ、例えば各家庭における長期的な使用電力をＬＣＤ１８に表示、プリ ンタ１９でプリントアウトすることにより、その家庭の長期的な電力使用状況を 容易に知ることができる。

【００４６】 なお、上記実施例では上記電流クランプ１１および変換器１１ｂ等を電源監視 レコーダに適用した場合を例にして説明したが、他の装置、例えば波形記録装置 やメモリレコーダに適用しても、同様の作用、効果を得ることができることは当 然である。

【００４７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の電源監視レコーダによれば、負荷電流、漏れ 電流および線間電圧を複数の電流クランプおよび少なくと１つの電圧プローブで 検出し、これら検出信号をケーブルを介して入力する際、それら電流クランプに よる検出電流をそのケーブルの端部に備えた出力電圧の調整可能な変換器で電圧 に変換し、この変換された電圧を当該装置の入力段アンプに入力し、その近接し た変換器と入力段アンプとを含めてシールドするようにしたので、例えば分電盤 を介して使用する電力の使用状況を記録し、その電力供給停止の原因を知るに際 して、被測定体に接続する電流クランプを小形で済ませられることから、扱い易 く、特に狭い分電盤内に配置する場合に有用であり、また同電流クランプによる 検出電流をケーブルを介して低インピーダンスで端部に設けた変換部に送って電 圧に変換し、この変換された電圧を一体的にシールドした入力段アンプに入力し ていることから、同ケーブルによる電圧降下による影響をなくすことができ、か つ雑音に対して強い入力処理を行うことができ、ノイズによる影響が少なくて済 み、さらに同ケーブルの端部に設けた変換器で出力電圧の調整が可能であること から、つまり変換器の出力電圧を当該電源監視レコーダの入力ユニットのアンプ に合せることから、電流クランプの互換性を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す電源監視レコーダの
概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示す電源監視レコーダの概略的斜視図で
ある。

【図３】図２に示す電源監視レコーダを説明する概略的
ブロック図である。

【図４】分電盤の概略的ブロック線図である。

【図５】図４に示す分電盤を介して使用する電力の交流
電圧、交流電流の概略的波形図である。

【図６】従来の波形記録装置の概略的ブロック線図であ
る。

【図７】従来の波形記録装置の概略的ブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１ 分電盤 ２ 電流制限器 ３ 配線用遮断器 ４ 漏電遮断器 １０ 電圧プローブ（センサ） １１ 電流クランプ（センサ） １１ａ ケーブル １１ｂ 変換器 １１ｃ 接続コネクタ １２ａ 接続プラグ １２ｂ 入力ユニットの側面 １２ 入力ユニット １３ 波形取込部（メモリコントローラ） １４ 電源監視部 １５ ＣＰＵ １６ 波形データ記録部 １７ 実効値データ記録部 １８ モニタ（ＬＣＤ） １９ プリンタ ２０ キーボード ２１ 入出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小暮 英二 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷電流、漏れ電流を検出する複数の電
   流クランプおよび線間電圧を検出する少なくとも１つの
   電圧プローブと、前記各電流クランプと当該装置とを接
   続するケーブルの同当該装置側端部でそれぞれ電流クラ
   ンプによる検出電流を電圧に変換し、かつ出力電圧を調
   整可能とし、少なくとも該変換された電圧を当該装置の
   入力段アンプに直接的に出力する変換手段とを備え、該
   変換手段を当該装置の入力段アンプに近接させるように
   したことを特徴とする電源監視レコーダ。
2. 【請求項２】 少なくとも前記変換手段と前記入力段ア
   ンプとを含めて一体的にシールドした請求項１記載の電
   源監視レコーダ。