瞬時電流測定方法
【課題】 瞬時電流の平均電流値の測定を比較的安価な回路構成で測定可能な瞬時電流測定方法を提供する。
【解決手段】 電流検出部１で電路電流を検出し、ＣＰＵ部３で検出した電流信号を４８８μｓ毎にサンプリングし、サンプリングした電流の絶対値を１００ｍｓに亘り加算して平均電流値を演算して求めて記憶部に記憶すると共に表示部４に表示させた。ＣＰＵ部３は、この平均電流値を演算するにあたり、サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に１００ｍｓ前の最古のサンプリングデータを減算して常時更新した。
【解決手段】 電流検出部１で電路電流を検出し、ＣＰＵ部３で検出した電流信号を４８８μｓ毎にサンプリングし、サンプリングした電流の絶対値を１００ｍｓに亘り加算して平均電流値を演算して求めて記憶部に記憶すると共に表示部４に表示させた。ＣＰＵ部３は、この平均電流値を演算するにあたり、サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に１００ｍｓ前の最古のサンプリングデータを減算して常時更新した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瞬時電流測定方法に関し、詳しくは１００ｍｓ程度の時間に流れる電流の平均値を測定可能な瞬時電流測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器は、定格電流に比べて非常に大きな電流に対しては、例えば１００ｍｓと瞬時に遮断動作するが、定格を少し超える程度の電流に対しては鈍く、遮断動作するまでに数秒から数分の時間を要している。この電流値による遮断動作時間の変化は一般的に動作特性曲線として表される。
この動作特性曲線に合致するか確認するための回路遮断器の動作試験を行う場合、動作特性曲線に合わせたデマンド電流を測定する機器（ブレーカ余裕度測定器）を使用することになるが、この測定器は、１００ｍｓという非常に短い時間での瞬時電流を測定できなければならないため、ＣＰＵを使用して実効値を測定する専用の集積回路（ＩＣ）を使用している。
【０００３】
一方で、遮断器の遮断電流をカウントする回路として特許文献１に示す回路がある。特許文献１には、遮断器に流れる電流を変流器により検出し、アンプ、ピークホールド回路、Ａ／Ｄ変換器を介してＣＰＵに入力し、ＣＰＵにより入力電流を解析している。
【特許文献１】特開平１１−６７０２１号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記専用のＩＣを使用する構成は、まだ応答性が不十分な面があったし、ＣＰＵ以外に整流回路や平滑回路が必要であるためコストも高かった。また、特許文献１に記載されている技術は、整流回路、平滑回路を持たないため比較的安価に回路を構成でき、瞬時電流のピーク値を測定可能であるが、例えば電流の平均値のような流れた電流のエネルギーに対応する量を測定することができない。そのため、ブレーカ余裕度測定回路に用いるには不向きであった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、瞬時電流の平均値を比較的安価な構成で測定できる瞬時電流測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、ＣＰＵによる演算処理により瞬時電流を測定する瞬時電流測定方法であって、測定対象の交流電流の１周期に対して少なくとも２０回のサンプリングを実施するサンプリングステップと、測定対象の交流電流の３周期以上となる所定期間の間のサンプリング値の絶対値を加算する加算ステップと、サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に所定期間の最古のデータを減算して最新の加算値に更新する更新ステップとを有し、前記更新ステップの演算結果を最新の測定電流の平均値として出力することを特徴とする。
この構成により、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で而も短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、サンプリングステップにおけるサンプリング周波数が略４８８μｓ、サンプリング値を加算する所定期間が略１００ｍｓであることを特徴とする。
この構成により、測定対象の電流周波数が、５０Ｈｚであっても６０Ｈｚであっても区切りよくサンプリングできるし、短時間でも誤差の少ない測定を実施できる。また、この程度のサンプリング周波数であれば汎用のＣＰＵで容易に実施でき、汎用のＣＰＵを使用して実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で而も短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る瞬時電流測定方法を実現する回路構成を説明するためのブロック図であり、１は測定対象の電路電流を検出する電流検出部、２は検出した電流信号を増幅する増幅部、３はＣＰＵから成る演算部及び記憶部を有するＣＰＵ部、４は測定結果（演算結果）を表示する表示部を示している。
【００１０】
電流検出部１では、変流器（ＣＴ）で電流を検出し、検出した電流信号を電圧値に変換して出力する。この電流検出部１の出力は増幅部２で増幅され、交流のままＣＰＵ部３で所定の演算処理が実施される。平均電流が演算される。
ＣＰＵ部３では、まず入力された電流情報を基に例えば４８８μｓ（２０４８Ｈｚ）毎に電流値がサンプリングされる。図２はこのサンプリングの説明図であり、５０Ｈｚの電流波形Ａがサンプリングされている様子を示している。この場合、１００ｍｓ間に２０５個の瞬時データが得られる。
【００１１】
次に、こうして得た瞬時データの絶対値が１００ｍｓの一定期間に亘り加算される。この加算値は、図３（ａ）に示す波形図の時間軸と波形曲線で囲まれた部分（図３のハッチング部Ｂ）の面積に比例するため、適当な定数を乗算することで検出した電路電流の平均値を表すことができ、ＣＰＵ部３で演算された平均電流値がＣＰＵ部３内の記憶部に記憶されると共に表示部４に表示される。
そして、１００ｍｓの期間の加算値は、４８８ｍｓ毎のサンプリングにより最新のデータに更新される。サンプリングする毎に瞬時データが加算され、同時に１００ｍｓ前の最古のデータを減算する演算が成される。こうして、４８８μｓ毎に１００ｍｓ間に流れる電流平均値が更新される。尚、図３（ｂ）は６０Ｈｚの場合の電流波形を示している。
【００１２】
このように、瞬間的な電流の増減を記録することを可能とし、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
また、サンプリング周波数を４８８μｓ、加算する所定期間を１００ｍｓとすることで、測定対象の電流周波数が、５０Ｈｚの場合５周期、６０Ｈｚの場合は６周期と、区切りよくサンプリングでき、誤差の少ない測定が可能となる。また、この程度のサンプリング周波数は容易に実施できる周波数であり、汎用のＣＰＵを使用して実現できる。
【００１３】
尚、上記実施形態では、サンプリング周期を４８８μｓ、加算する所定期間を１００ｍｓとしているが、この数値に限定するものではなく、サンプリング周期は短いほど、また加算時間は長い方が測定精度は向上する。但し、測定対象の電流波形１周期に対して２０回以上サンプリングを実施し、３周期程度の範囲に亘りサンプリング値を加算することで平均電流の近似値を得ることは可能である。例えば、５０Ｈｚの電流の場合１ｍｓ程度のサンプリング周期、６０ｍｓ程度の加算期間を設ければ、ある程度の平均電流を求めることができる。更に短い時間で瞬時電流を測定することが可能となる。
また、電流検出手段を一例をとして変流器としているが、抵抗体を電路に介在させて直接電圧値として検出して良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る瞬時電流測定方法の実施形態の一例を示すブロック図である。
【図２】電流波形のサンプリング説明図である。
【図３】平均電流演算値の説明図で、（ａ）は５０Ｈｚの場合、（ｂ）は６０Ｈｚの場合の説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１・・電流検出部、２・・増幅部、３・・ＣＰＵ部、４・・表示部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瞬時電流測定方法に関し、詳しくは１００ｍｓ程度の時間に流れる電流の平均値を測定可能な瞬時電流測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器は、定格電流に比べて非常に大きな電流に対しては、例えば１００ｍｓと瞬時に遮断動作するが、定格を少し超える程度の電流に対しては鈍く、遮断動作するまでに数秒から数分の時間を要している。この電流値による遮断動作時間の変化は一般的に動作特性曲線として表される。
この動作特性曲線に合致するか確認するための回路遮断器の動作試験を行う場合、動作特性曲線に合わせたデマンド電流を測定する機器（ブレーカ余裕度測定器）を使用することになるが、この測定器は、１００ｍｓという非常に短い時間での瞬時電流を測定できなければならないため、ＣＰＵを使用して実効値を測定する専用の集積回路（ＩＣ）を使用している。
【０００３】
一方で、遮断器の遮断電流をカウントする回路として特許文献１に示す回路がある。特許文献１には、遮断器に流れる電流を変流器により検出し、アンプ、ピークホールド回路、Ａ／Ｄ変換器を介してＣＰＵに入力し、ＣＰＵにより入力電流を解析している。
【特許文献１】特開平１１−６７０２１号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記専用のＩＣを使用する構成は、まだ応答性が不十分な面があったし、ＣＰＵ以外に整流回路や平滑回路が必要であるためコストも高かった。また、特許文献１に記載されている技術は、整流回路、平滑回路を持たないため比較的安価に回路を構成でき、瞬時電流のピーク値を測定可能であるが、例えば電流の平均値のような流れた電流のエネルギーに対応する量を測定することができない。そのため、ブレーカ余裕度測定回路に用いるには不向きであった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、瞬時電流の平均値を比較的安価な構成で測定できる瞬時電流測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、ＣＰＵによる演算処理により瞬時電流を測定する瞬時電流測定方法であって、測定対象の交流電流の１周期に対して少なくとも２０回のサンプリングを実施するサンプリングステップと、測定対象の交流電流の３周期以上となる所定期間の間のサンプリング値の絶対値を加算する加算ステップと、サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に所定期間の最古のデータを減算して最新の加算値に更新する更新ステップとを有し、前記更新ステップの演算結果を最新の測定電流の平均値として出力することを特徴とする。
この構成により、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で而も短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、サンプリングステップにおけるサンプリング周波数が略４８８μｓ、サンプリング値を加算する所定期間が略１００ｍｓであることを特徴とする。
この構成により、測定対象の電流周波数が、５０Ｈｚであっても６０Ｈｚであっても区切りよくサンプリングできるし、短時間でも誤差の少ない測定を実施できる。また、この程度のサンプリング周波数であれば汎用のＣＰＵで容易に実施でき、汎用のＣＰＵを使用して実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で而も短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る瞬時電流測定方法を実現する回路構成を説明するためのブロック図であり、１は測定対象の電路電流を検出する電流検出部、２は検出した電流信号を増幅する増幅部、３はＣＰＵから成る演算部及び記憶部を有するＣＰＵ部、４は測定結果（演算結果）を表示する表示部を示している。
【００１０】
電流検出部１では、変流器（ＣＴ）で電流を検出し、検出した電流信号を電圧値に変換して出力する。この電流検出部１の出力は増幅部２で増幅され、交流のままＣＰＵ部３で所定の演算処理が実施される。平均電流が演算される。
ＣＰＵ部３では、まず入力された電流情報を基に例えば４８８μｓ（２０４８Ｈｚ）毎に電流値がサンプリングされる。図２はこのサンプリングの説明図であり、５０Ｈｚの電流波形Ａがサンプリングされている様子を示している。この場合、１００ｍｓ間に２０５個の瞬時データが得られる。
【００１１】
次に、こうして得た瞬時データの絶対値が１００ｍｓの一定期間に亘り加算される。この加算値は、図３（ａ）に示す波形図の時間軸と波形曲線で囲まれた部分（図３のハッチング部Ｂ）の面積に比例するため、適当な定数を乗算することで検出した電路電流の平均値を表すことができ、ＣＰＵ部３で演算された平均電流値がＣＰＵ部３内の記憶部に記憶されると共に表示部４に表示される。
そして、１００ｍｓの期間の加算値は、４８８ｍｓ毎のサンプリングにより最新のデータに更新される。サンプリングする毎に瞬時データが加算され、同時に１００ｍｓ前の最古のデータを減算する演算が成される。こうして、４８８μｓ毎に１００ｍｓ間に流れる電流平均値が更新される。尚、図３（ｂ）は６０Ｈｚの場合の電流波形を示している。
【００１２】
このように、瞬間的な電流の増減を記録することを可能とし、整流回路や平滑回路を設けることなく瞬時電流の平均値を安価な構成で短時間に測定でき、回路遮断器の余裕度を測定する方法等に好適である。
また、サンプリング周波数を４８８μｓ、加算する所定期間を１００ｍｓとすることで、測定対象の電流周波数が、５０Ｈｚの場合５周期、６０Ｈｚの場合は６周期と、区切りよくサンプリングでき、誤差の少ない測定が可能となる。また、この程度のサンプリング周波数は容易に実施できる周波数であり、汎用のＣＰＵを使用して実現できる。
【００１３】
尚、上記実施形態では、サンプリング周期を４８８μｓ、加算する所定期間を１００ｍｓとしているが、この数値に限定するものではなく、サンプリング周期は短いほど、また加算時間は長い方が測定精度は向上する。但し、測定対象の電流波形１周期に対して２０回以上サンプリングを実施し、３周期程度の範囲に亘りサンプリング値を加算することで平均電流の近似値を得ることは可能である。例えば、５０Ｈｚの電流の場合１ｍｓ程度のサンプリング周期、６０ｍｓ程度の加算期間を設ければ、ある程度の平均電流を求めることができる。更に短い時間で瞬時電流を測定することが可能となる。
また、電流検出手段を一例をとして変流器としているが、抵抗体を電路に介在させて直接電圧値として検出して良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る瞬時電流測定方法の実施形態の一例を示すブロック図である。
【図２】電流波形のサンプリング説明図である。
【図３】平均電流演算値の説明図で、（ａ）は５０Ｈｚの場合、（ｂ）は６０Ｈｚの場合の説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１・・電流検出部、２・・増幅部、３・・ＣＰＵ部、４・・表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵによる演算処理により瞬時電流を測定する瞬時電流測定方法であって、
測定対象の交流電流の１周期に対して少なくとも２０回のサンプリングを実施するサンプリングステップと、
測定対象の交流電流の３周期以上となる所定期間の間のサンプリング値の絶対値を加算する加算ステップと、
サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に所定期間の最古のデータを減算して最新の加算値に更新する更新ステップとを有し、
前記更新ステップの演算結果を最新の測定電流の平均値として出力することを特徴とする瞬時電流測定方法。
【請求項２】
サンプリングステップにおけるサンプリング周波数が略４８８μｓ、サンプリング値を加算する所定期間が略１００ｍｓである請求項１記載の瞬時電流測定方法。
【請求項１】
ＣＰＵによる演算処理により瞬時電流を測定する瞬時電流測定方法であって、
測定対象の交流電流の１周期に対して少なくとも２０回のサンプリングを実施するサンプリングステップと、
測定対象の交流電流の３周期以上となる所定期間の間のサンプリング値の絶対値を加算する加算ステップと、
サンプリング毎に最新サンプリング値を加算すると共に所定期間の最古のデータを減算して最新の加算値に更新する更新ステップとを有し、
前記更新ステップの演算結果を最新の測定電流の平均値として出力することを特徴とする瞬時電流測定方法。
【請求項２】
サンプリングステップにおけるサンプリング周波数が略４８８μｓ、サンプリング値を加算する所定期間が略１００ｍｓである請求項１記載の瞬時電流測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１５５６１６（Ｐ２００７−１５５６１６Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５３９５３（Ｐ２００５−３５３９５３）
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００１２４５９１）河村電器産業株式会社 (857)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００１２４５９１）河村電器産業株式会社 (857)
【Ｆターム（参考）】
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