電力計測器
【課題】電力計測器において、当該電力計測器内の回路切替を行う手間を要せず、出力の異なる複数種の変流器のいずれをも電流検出部に接続可能とし、分電盤内の回路の電力を計測することを可能にする。
【解決手段】電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂからの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部３１と、電圧の信号を検出する電圧検出部３２と、電圧検出部３２及び電流検出部３１で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部３３とを備える。電流検出部３１には、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂが直列に接続されている。変流器２ａ，２ｂは、２種類の出力の異なるものから成り、それらの種類に応じて、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの両端、又は負担抵抗３１１ａ，３１１ｂ間の接続端子３ａ〜３ｃに接続される。この構成により、電力計測器３は、変流器２ａ又は２ｂを接続可能とし、分電盤内の回路の電力を計測できる。
【解決手段】電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂからの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部３１と、電圧の信号を検出する電圧検出部３２と、電圧検出部３２及び電流検出部３１で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部３３とを備える。電流検出部３１には、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂが直列に接続されている。変流器２ａ，２ｂは、２種類の出力の異なるものから成り、それらの種類に応じて、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの両端、又は負担抵抗３１１ａ，３１１ｂ間の接続端子３ａ〜３ｃに接続される。この構成により、電力計測器３は、変流器２ａ又は２ｂを接続可能とし、分電盤内の回路の電力を計測できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変流器（ＣＴ：Current Transformer)に接続されて分電盤内などにおける回路の電力を計測する電力計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビルディングなどの施設に設けられた分電盤内における回路の電力を計測する際、測定範囲拡大のために変流器が用いられる。この変流器の受け側回路には電力計測器が接続され、電力計測器は、変流器と接続される回路に負担抵抗を挿入して、この負担抵抗の両端の電圧を検出することで電流値を計測して電力演算を行うことができる。
【０００３】
工場等では百Ａ〜数百Ａの交流電流が通電されており、定格電流を通電すると５Ａの出力電流が得られる対５Ａと呼ばれる変流器（以下、対５ＡＣＴと記す）が使用される。この対５ＡＣＴは、配電系統の電流計測を行う際、いわゆる規格化された出力方式であり、接続可能な電力計測器と組み合わせることで、柔軟な電力計測システムの構成が可能となる。
【０００４】
分電盤内における回路の電力計測には、従来、大きな電流が流れる主幹回路のみを計測する場合が殆どであるが、近年の消費電力の「見える化」の実現などのため、主幹回路から分岐された分電盤内の末端回路である分岐回路の電力も計測する必要がある。この分岐回路には、主幹回路からの電流が分流されるため、例えば数十Ａ程度の電流が流れる。なお、電力の「見える化」では、分電盤内の回路ごとの電力の情報を、ＬＡＮ経由でモニタを備えた管理装置などに表示する。
【０００５】
そして、上記の対５ＡＣＴは、数百Ａといった定格電流の通電時に５Ａを出力するため、コアを大きくする必要があり、比較的形状が大きくなる。従って、定格電流が低い、分岐回路における数十Ａ程度の電流計測において、電流が通電される計測箇所に対５ＡＣＴを取付けようとした場合、形状が大きいために、取付けできない。また、分電盤内の複数の分岐回路の全ての電力計測を対５ＡＣＴで行うことは、分電盤内のスペース上問題がある。
【０００６】
このため、分岐回路の電流計測においては、対５ＡＣＴではなく、出力電流が数十ｍＡ程度である小型の変流器（以下、小型ＣＴと記す）が用いられる。この小型ＣＴの出力電流は、対５ＡＣＴの数百分の一であるため、鉄心コアや巻き線を小型化することができる。それゆえ、小型ＣＴは、分電盤内の比較的電流の低い分岐回路等の電流計測用として、対５ＡＣＴでは形状の制約上用いることができない箇所に用いることが可能となる。このように、分電盤内の設置スペースに応じて、種類の異なる変流器を使い分ける必要がある。
【０００７】
次に、変流器に接続され、電力計測器に備わる負担抵抗に関して図１５を参照して説明する。図１５（ａ）に示すように、小型ＣＴ１５１は出力電流が数ｍＡとなるため、受け側回路である電力計測器１５２の電流検出部１５３に備える負担抵抗１５４には数Ωの抵抗値のものを用いる。電流検出部１５３は、この負担抵抗１５４の両端の電圧を検出することで電流値を計測し、電力演算部１５５に出力する。一方、図１５（ｂ）に示すように、対５ＡＣＴ１５６では出力電流が最大５Ａとなるため、数ｍΩのシャント抵抗１５７に接続され、電流検出部１５３は、このシャント抵抗１５７の両端の電圧を検出することで電流値を計測し、電力演算部１５５に出力する。
【０００８】
ところで、組立てが容易で、取付所要面積が小さい、測定精度の高い、また被検出電流の大きさが異なっても容易に適合できる変流器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２２９９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、小型ＣＴ及び対５ＡＣＴなどの種類の異なる変流器は、その出力電流がそれぞれ大きく異なるため、接続される回路の負担抵抗の抵抗値が異なる。具体的には、図１５に示すように、小型ＣＴ１５１と対５ＡＣＴ１５６とでは出力電流の大きさが１０００倍程度の差があり、対５ＡＣＴ１５６に接続される負担抵抗は数ｍΩ、小型ＣＴ１５１に接続される負担抵抗は数Ωとなる。このため、種類の異なる変流器を使用して回路の電力計測を行うには、変流器の種類に応じて、入力端子をそれぞれの出力電流の大きさで分けた別々の計測回路部、又は別々の電力計測器が必要となり、コストを要するという問題がある。
【００１１】
また、対５ＡＣＴ及び小型ＣＴのいずれも接続可能な電力計測器とする場合には、対５ＡＣＴと小型ＣＴとで出力信号を切り替えるための回路切替器（マルチプレクサ）などが必要となり、コストを要する。
【００１２】
さらに、上記特許文献１では、変流器を１種類使用して、抵抗器を切り替えることで大きさの異なる電流測定を実現するものであり、種類の異なる変流器を用いて電力を計測するものではない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電力計測器内の回路切替を行う手間を要せず、出力の異なる複数種の変流器のいずれをも電流検出部に接続可能とし、分電盤内などにおける回路の電力を計測できる電力計測器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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、前記電流検出部は、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続され、前記直列接続された負担抵抗の電圧を信号処理する信号処理回路を有し、前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、これら変流器は、それらの種類に応じて、前記直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は前記所定位置と異なる別の所定位置に接続される、ことを特徴とするものである。
【００１５】
この電力計測器において、前記直列に接続された負担抵抗のうち少なくとも１つの負担抵抗には、導通用のリレーが並列に接続され、前記変流器は、前記直列に接続された負担抵抗の最両端に接続されることが好ましい。
【００１６】
この電力計測器において、前記電流検出部は、前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の出力の基準となる信号線が接続される共通の接続端子、及び前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の他の信号線が接続される個別の接続端子と、前記個別の接続端子から前記電力演算部に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサと、をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この電力計測器において、前記電力演算部は、前記電流検出部から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部を備え、当該信号検出部は、前記電流の信号の大きさに基づいて、前記リレー又は前記マルチプレクサの設定を別の回路へ切り替えることが好ましい。
【００１８】
この電力計測器において、前記複数の負担抵抗の直列に接続する順序は、基準電位側の負担抵抗の抵抗値を低くしたことが好ましい。
【００１９】
この電力計測器において、前記負担抵抗に接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位に接続することが好ましい。
【００２０】
この電力計測器において、前記電流検出部は、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプをさらに備えることが好ましい。
【００２１】
この電力計測器において、前記負担抵抗間に設けられる接続端子は、異なる種類の前記変流器で共用とせず、変流器の種類ごとに、それぞれ個別に設けられることが好ましい。
【００２２】
この電力計測器において、前記直列に接続された少なくとも２種類以上の負担抵抗のうち、抵抗値のより大きな前記負担抵抗に接続された前記接続端子は、専用の端子以外は接続できない構造を有することが好ましい。
【００２３】
この電力計測器において、前記変流器からの信号線は、前記接続端子と嵌合する形状を有するコネクタ端子に接続されることが好ましい。
【００２４】
この電力計測器において、前記コネクタ端子は、少なくとも２以上の前記変流器からの信号線が接続可能な構造を有することが好ましい。
【００２５】
この電力計測器において、前記回路は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路を含み、前記接続端子は、これら回路ごとに、隣接して前記電力計測器の側面に配置されることが好ましい。
【００２６】
この電力計測器において、前記接続端子は、出力の大きな前記変流器の信号線を接続するネジ端子、及び出力の小さな前記変流器の信号線を接続するコネクタ端子を含み、前記変流器の信号線と接続されたプラグは、前記ネジ端子又は前記コネクタ端子の一方との接続を行うと、他方の接続端子を覆う構造を有することが好ましい。
【００２７】
この電力計測器において、多回路の電力計測が可能であることが好ましい。
【００２８】
この電力計測器において、前記接続端子は、前記多回路のうちの一部の回路について、前記ネジ端子のみ又は前記コネクタ端子のみの構成とされていることが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、前記電流検出部は、並列に配置された少なくとも２種類以上の負担抵抗と、前記並列に配置された負担抵抗の一端側に接続され、前記変流器の出力の電流経路を前記並列に接続された負担抵抗のいずれかの経路に切り替える回路切替器と、前記電流検出部において検出された電流の大きさに基づいて前記回路切替器を制御する制御回路部と、を備え、前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、これら変流器は、前記並列に接続された負担抵抗の両端側に接続される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る電力計測器によれば、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続された電流検出部を備え、変流器は、その種類に応じて、直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は当該所定位置と異なる別の所定位置に接続すればよい。従って、種類の異なる変流器を同一の電力計測器に接続可能となり、分電盤内などにおける回路の電力を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力計測器を備えた電力計測システムの全体構成図である。
【図２】上記電力計測器の機能ブロック図である。
【図３】上記電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図４】上記実施の形態１の変形例１に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図５】上記実施の形態１の変形例２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図６】上記実施の形態１の変形例３に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図７】上記実施の形態１の変形例４に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１０】上記実施の形態３の変形例１に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１１】上記実施の形態３の変形例２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態４に係る電力計測器の正面図、（ｂ）同電力計測器の下面図、（ｃ）同電力計測器の上面図である。
【図１３】（ａ）上記実施の形態４の変形例１に係る電力計測器に接続される変流器のプラグの側面図、（ｂ）同プラグの斜視図、（ｃ）同プラグの別の側面図である。
【図１４】（ａ）上記実施の形態４の変形例２に係る電力計測器の正面図、（ｂ）同電力計測器の下面図、（ｃ）同電力計測器の上面図である。
【図１５】（ａ）従来の電力計測器における電流検出部の回路図、（ｂ）従来の別の電力計測器における電流検出部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る電力計測器について図面を参照して説明する。図１に示すように、電力計測システムＳは、分電盤１、種類の異なる変流器２ａ，２ｂ、電力計測器３、監視装置４、負荷５、及びブレーカ６ａ，６ｂ，６ｃを備える。この電力計測システムＳは、例えばオフィスビル内や一般住宅内において、分電盤１から電力供給を受ける照明器具やパソコンなどの様々な負荷５の消費電力を監視する。
【００３３】
分電盤１は、外部からビル内や宅内に供給される商用電源を、電線７を介して一次側に受ける主幹回路と、主幹回路の２次側から分岐した電路に介装される複数の分岐回路とを備える。各分岐回路には照明器具やパソコンのほか、空調機器やＩＨ機器などの様々な負荷５が接続される。また、ブレーカ６ａは、主幹回路の電線７に接続された主幹ブレーカであり、ブレーカ６ｂは、主幹回路から分岐した複数の分岐回路に配設された分岐ブレーカである。
【００３４】
種類の異なる変流器２ａ，２ｂは、各回路の電流を一定の割合で小さくして専用ケーブルである信号線８を介して電力計測器３に供給する。例えば変流器２ａは４００／５Ａ型の貫通式であれば、中心部を貫通する電線７に４００Ａの電流が流れた時に出力側の信号線８に５Ａが流れるようコイルの巻き数が構成されている。
【００３５】
変流器２ａは、比較的大きな電流の流れる主幹回路を流れる主幹電流を定期的に計測するために設置され、本図においては、主幹回路の配線の２本の電線に貫通され、電力計測器３と信号線８にて接続される。変流器２ｂは、比較的小さな電流の流れる各分岐回路を流れる分岐電流を分岐回路毎に定期的に計測するために設置され、分岐回路の電線の所定位置に貫通され、電力計測器３と信号線８にて接続される。なお、変流器２ａ，２ｂは、分割式などで主幹回路及び分岐回路の電線７に簡単に取り付けられ、信号線８として専用ケーブルを用いることで誤結線を未然に防止できる。
【００３６】
電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂと接続され、これら変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入する負担抵抗を備え、変流器２ａ，２ｂが設置された回路の電力を計測する。電力計測器３は、通信線を介して監視装置４に演算結果を出力する。この電力計測器３は、例えば１０×１０ｃｍの大きさであり、分電盤１内の所定箇所に設置される。
【００３７】
監視装置４は、モニタを有する専用のパソコンなどであり、各分岐回路の通電情報を管理し表示する監視ユニットである。監視装置４は、電力計測器３とＲＳ−４８５通信などでネットワーク接続され、各負荷５の電力使用に関するデータ収集を行い、データ解析のためグラフなどの表示を行う。監視装置４は、例えば一時間ごとや一日ごとの電力使用に関するデータを自動記録し、電力計測器３と接続されたネットワーク経由によるエネルギーの一括管理を行い、効率のよい電力使用量の「見える化」を実現する。
【００３８】
負荷５は、分岐回路に接続された照明器具やパソコンのほか、空調機器やＩＨ機器などの様々な電気機器である。
【００３９】
次に、本実施の形態１に係る電力計測器３の機能構成に関して図２を参照して説明する。電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂの信号から電流を検出する電流検出部３１、回路の電圧の信号を検出する電圧検出部３２、及び電流検出部３１における電流及び電圧検出部３２における電圧の各信号に基づいて電力演算する電力演算部３３を備える。
【００４０】
電流検出部３１は、変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入された負担抵抗３１１、所定周波数帯の信号を通過させるフィルタ３１２、及びフィルタ３１２を通過した電流信号に所定値を加算する加算回路３１３を備える。
【００４１】
電圧検出部３２は、図１に示すブレーカ６ｃなどを介して電線７と端子で接続され、電圧降圧回路３２１、フィルタ３２２、及び加算回路３２３を備える。電圧降圧回路３２１は、電圧を降圧させ、フィルタ３２２は、所定周波数帯の電圧信号を通過させ、加算回路３２３は、電圧波形が例えば０〜５Ｖの範囲となるように電圧信号に適切なバイアスをかける。
【００４２】
電力演算部３３は、電流検出部３１で計測された電流、及び電圧検出部３２で検出される電圧に基づいて、変流器２ａ，２ｂが取付けられた電線７に接続された負荷５に供給される電力を演算するマイコンである。この電力演算部３３は、Ａ／Ｄ変換部３３１，３３２、乗算部３３３、及び伝送回路部３３４を備える。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部３３１は、電圧検出部３２から受信するアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３３２は、電流検出部３１から受信するアナログ信号をデジタル信号に変換する。乗算部３３３は、Ａ／Ｄ変換部３３１及び３３２から出力される信号を乗算する回路であり、すなわち電力を算出する。伝送回路部３３４は、例えば、ＲＳ４８５などに準拠した２線式シリアル通信回路を有し、接続される通信線を介して相互に通信可能な監視装置４に電力演算値を送信する。
【００４４】
次に、本実施の形態１に係る電力計測器３に備わる電流検出部３１の回路構成に関して図３を参照して説明する。電流検出部３１は、直列に接続された抵抗値の異なる２種類の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂを備える。例えば、負担抵抗３１１ａは２．０Ωの抵抗、負担抵抗３１１ｂは１ｍΩのシャント抵抗である。なお、シャント抵抗は、大電流が流れる回路の電流計測用に作られた抵抗値が小さく高精度な抵抗器である。
【００４５】
また、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続される基準電位側の信号線は、０Ｖのグランド（ＧＮＤ）３１４に接続され、負担抵抗３１１ａの一端が加算回路３１３側に接続される。このように、電流検出部３１は、回路に挿入された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端の電圧を測定して電流値を取得する信号処理回路を有する。
【００４６】
電力計測器３は、それぞれが負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの端部に接続された接続端子３ａ〜３ｃを備える。変流器２ａ，２ｂは上述のように２種類の出力の異なるものであり、これら変流器２ａ，２ｂは、その種類に応じて、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端、又は負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの間の所定位置に接続される。
【００４７】
すなわち、比較的大きな電流を出力する対５ＡＣＴ２ａからの信号線は、回路に挿入される負担抵抗を小さくする必要があるため接続端子３ｂ，３ｃに接続される。一方、比較的小さな電流を出力する小型ＣＴ２ｂからの信号線は、変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入される負担抵抗の抵抗値を大きくする必要があるため、接続端子３ａ，３ｃに接続される。このように、接続端子３ｃは、変流器２ａ，２ｂの出力の基準となる信号線を接続する共通の端子、接続端子３ａは、変流器２ｂの他の信号線を接続する個別の端子、接続端子３ｂは、変流器２ａの他の信号線を接続する個別の端子となる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１に係る電力計測器３では、種類の異なる変流器２ａ，２ｂの信号線の接続位置を、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの抵抗値に応じて設けられた接続端子３ａ〜３ｃを変更することで調節できる。このため、電力計測器３では、回路切替を行う手間を要せず、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤１内における回路の電力を計測でき、電流計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００４９】
また、従来は出力の異なる変流器２を一つの電力計測器３に接続する場合には、回路切替器（マルチプレクサ）などの構成が必要であったが、出力の異なる変流器２を用いて、回路切替器等の構成は不要とした１台の電力計測器３での電力計測が可能となる。さらに、電力計測器３に通信接続された監視装置４により、負荷５の消費電力を「見える化」して、どの負荷５の電力を削減すべきかを視覚的に理解できるなど、より効果的な省エネルギーを実現できる。
【００５０】
なお、図３に示すように、複数の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの直列に接続する順序は、基準電位３１４側の負担抵抗３１１ｂの抵抗値を低くする。これにより、基準電位３１４に対して電圧降下を低く抑えることができ、電力計測器３の回路を安定に動作でき、ノイズ等の影響を低減できる。
【００５１】
（第１の変形例）
本実施の形態１の第１の変形例について、図４を参照して説明する。本変形例では、電流検出部３１は、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのうち、負担抵抗３１１ａには導通用のリレー３１５が並列に接続される。また、接続端子３ａ，３ｃは、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端にそれぞれ接続され、出力の異なる変流器２ａ，２ｂは、同じ接続端子３ａ，３ｃに接続される。なお、本変形例では、上記実施の形態１とは異なり、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのうち、基準電位３１４側に抵抗値の大きい負担抵抗３１１ａが配置される。
【００５２】
次に、本変形例に係る電力計測器３の動作に関して説明する。対５ＡＣＴ２ａが接続端子３ａ，３ｃに接続される場合には、リレー３１５が閉状態に手動制御され、対５ＡＣＴ２ａからの出力電流がシャント抵抗３１１ｂのみを通過する回路となる。一方、小型ＣＴ２ｂが接続端子３ａ，３ｃに接続される場合には、リレー３１５が開状態に手動制御され、小型ＣＴ２ｂからの出力電流がシャント抵抗３１１ｂ及び負担抵抗３１１ａを通過する回路となる。このため、本変形例に係る電力計測器３では、１ａ接点構成を有するリレー３１５を用いた低コストの構成で、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とする。
【００５３】
なお、電力演算部３３が、電流検出部３１から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部３３５を備え、この信号検出部３３５が、電流検出部３１から入力された電流の大きさに基づいて、リレー３１５の開閉状態を自動制御することも考え得る。この場合、例えば対５ＡＣＴ２ａが接続された状態で、小型ＣＴ２ｂに合わせたリレー３１５の状態（開状態）とされて負担抵抗３１１ａが焼損することなどを適切に防止できる。
【００５４】
（第２の変形例）
本実施の形態１の第２の変形例について、図５を参照して説明する。本変形例２において電流検出部３１は、直列に接続された２種類の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの端部の所定位置に接続され、接続端子３ａ〜３ｃから電力演算部３３に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサ３１６をさらに備える。マルチプレクサ３１６は、電力演算部３３から入力される信号に基づいて、設定値に応じた自動切替を行う。このため、本変形例２に係る電力計測器３では、回路切替器に電流容量の低い信号用のマルチプレクサ３１６を使用し、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能として分電盤内における回路の電力を計測できる。従って、電力計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００５５】
（第３の変形例）
本実施の形態１の第３の変形例について、図６を参照して説明する。本変形例３において電流検出部３１は、上記変形例２の構成に加えて、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプ３１７をさらに備える。このプログラマブルゲインアンプ３１７は、アナログスイッチ等を用いて増幅率を外部から設定できる増幅回路となる。変流器２ａ，２ｂの出力は、定格電流により異なるが、本変形例３に係る電力計測器３では、プログラマブルゲインアンプ３１７を用いてゲイン切替え、最適な信号で加算回路３１３に信号を入力し、電力演算部３３で電力演算することが可能となる。
【００５６】
（第４の変形例）
本実施の形態１の第４の変形例について、図７を参照して説明する。本変形例４では、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位Ｖrefに接続する。この構成により、電力演算部３３のＡＤ変換部３３２に信号を入力する際、基準電位Ｖrefを印加でき、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂで得られる信号に対する加算回路３１３の構成が不要となり、信号線を直接、電力演算部３３のＡＤ変換部３３２に接続できる。従って、本変形例では、電流検出部３１の回路構成を簡略化して低コスト化を図り、且つ出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤内における回路の電力を計測できる。また、電力計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る電力計測器について、図８を参照して説明する。なお、上記実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する（以下同じ）。
【００５８】
電流検出部３１は、並列に配置された２つの負担抵抗３１１ａ，３１１ｂと、変流器２ａ，２ｂの出力の電流経路を負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのいずれかとする回路構成を有する回路切替器（１ｃ接点構成のリレー）３１８と、加算回路３１３とを備える。電力演算部３３は、電流検出部３１において検出された電流の大きさに基づいて回路切替器３１８を制御する制御回路部３３６を備える。変流器２ａ，２ｂのどちらか一方の信号線は、その種類によらず、並列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの両端側に接続された接続端子３ａ，３ｃと接続される。
【００５９】
このため、本実施の形態２では、変流器２ａ，２ｂのいずれを電力計測器３に接続しても、回路切替器３１８により、変流器２ａ，２ｂの種類に応じた適切な負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続できる。従って、電流検出信号の信号レベルを所定のレベルまで上げて、Ｓ／Ｎ比を向上させて精度のよい電力の計測が可能となる。
【００６０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る電力計測器について、図９を参照して説明する。本実施の形態３では、電流検出部３１の直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂ間に設けられる接続端子３ｂ，３ｄは、異なる種類の変流器２ａ，２ｂで共用とせず、それらの種類ごとに個別に設けられる。すなわち、図９に示すように、小型ＣＴ２ｂの信号線と接続されるのは接続端子３ａ，３ｄであり、対５ＡＣＴ２ａの信号線と接続されるのは接続端子３ｂ，３ｃとなる。この構成により、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤内の回路の電力を計測できると共に、変流器２ａ，２ｂからの電流の流れる経路を完全に別々にでき、より高精度な電力計測が可能となる。
【００６１】
（第１の変形例）
本実施の形態３の第１の変形例について、図１０を参照して説明する。本変形例では、抵抗値のより大きな負担抵抗３１１ａに接続される接続端子３ａ，３ｄは、専用のコネクタ端子（プラグ）９ａ以外は接続できない構造、すなわちコネクタ端子９ａの形状と嵌合するコネクタ形状３ｅとなる。
【００６２】
この構成により、本変形例では、対５ＡＣＴ２ａが、抵抗値の大きな負担抵抗３１１ａに接続され、負担抵抗３１１ａが焼損して誤結線による事故を未然に防ぐことが可能となる。また、コネクタ端子９ａの構造とすることで変流器２ａ，２ｂ及び電力計測器３間の施工性をよくすることができる。
【００６３】
（第２の変形例）
本実施の形態３の第２の変形例について、図１１を参照して説明する。本変形例では、コネクタ端子（プラグ）９ｂは、２以上の変流器（本図では小型ＣＴ２ｂの２台）からの信号線が接続可能な構造を有している。一方、電力計測器３には、その側面などにおいて、このコネクタ端子９ｂと嵌合する形状を有するコネクタ接続端子３ｆが形成される。この構成により、上記変形例１の効果に加えて、三相３線式を用いる電線などからの電力計測など、Ｒ／Ｓ／Ｔ相に取付けられる複数個の変流器２ａ，２ｂがセットとなった回路計測において、誤結線を未然に防止できる。
【００６４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る電力計測器について、図１２を参照して説明する。本実施の形態４に係る電力計測器３は、表示部１０、スイッチ部１１、電圧入力端子１２、通信端子１３、対５ＡＣＴ接続端子１４、及び小型ＣＴ接続端子１５を備える。
【００６５】
表示部１０は、各回路における電力計測結果を表示する液晶パネルなどである。スイッチ部１１は、変流器２ａ，２ｂの種類の設定、表示部１０の表示設定を行うための操作キーである。電圧入力端子１２は、電線と接続されて電圧極Ｓと電圧極Ｔの相関電圧などを検出するための入力端子である。通信端子１３は、監視装置４と接続され、ＲＳ−４８５通信などで用いる通信線を接続するネジ端子である。対５ＡＣＴ接続端子１４は、対５ＡＣＴ２ａからの信号線を接続するネジ端子である。小型ＣＴ接続端子１５は、小型ＣＴ２ｂからのコネクタ端子９ａが挿し込まれる差込口となるコネクタ端子である。
【００６６】
そして、点線Ｌの領域に示すように、接続端子１４，１５は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路からなる回路ごとに、上下方向に、直線状に配置され、且つ異なる回路は左右方向に隣接して電力計測器３の側面に配置される。この配置構成により、本実施の形態４に係る電力計測器３では、同じ回路に、複数の変流器２ａ，２ｂを同時に接続することを視覚的に防止できる。
【００６７】
（第１の変形例）
本実施の形態４の第１の変形例について、図１３を参照して説明する。電力計測器３は、上記図１２に示すように、出力の大きな変流器２ａの信号線を接続するネジ端子である接続端子１４、及び出力の小さな変流器２ｂの信号線を接続するコネクタ端子である接続端子１５を備えている。そして、本変形例では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、変流器２ａ，２ｂの信号線に接続されるプラグ１６は、コネクタ端子１６ｂが接続端子１５に挿入されると、ネジ端子である接続端子１４を覆う突起部１６ａを有している。
【００６８】
この構成により、同じ回路において、同時に２種類の変流器２ａ，２ｂが接続されることがなくなり、小型ＣＴ２ｂと対５ＡＣＴ２ａの同時接続による誤接続を防止できる。なお、プラグ１６の構造を、ネジ端子である接続端子１４を接続するとコネクタ端子である接続端子１５が接続できない構造とすることも考え得る。
【００６９】
（第２の変形例）
本実施の形態４の第２の変形例について、図１４を参照して説明する。本変形例では、点線Ｌ２の領域で示すように、電力計測器３の接続端子は、変流器２ａ，２ｂで計測される一部の回路において、ネジ端子の接続端子１４のみの構成となる。
【００７０】
これは、分電盤内の主幹回路と分岐回路を計測する際、主幹回路は定格電流が大きくなるため対５ＡＣＴ２ａで、分岐回路は定格電流が比較的低くなるため小型ＣＴ２ｂを選定し計測する。従って、電力計測器３では、所定の回路は５ＡＣＴ２ａの接続端子１４のみ、所定の回路は小型ＣＴ２ｂの接続端子１５又は対５ＡＣＴ２ａの接続端子１４の選択式とするため、全ての回路を選択式の接続端子１４，１５の構造にするよりも低コストで構成できる。なお、図示はしていないが、一部の計測回路を小型ＣＴ２ｂ用の接続端子１５のみの構成とすることも考え得る。
【００７１】
そして、上記各実施の形態に係る電力計測器３は、主幹回路及び分岐回路からなる回路の電力を計測するための接続端子の組を複数備えて、多回路の電力計測を可能とする。これは、主幹回路から分岐回路までを計測する際、複数の定格電流の計測が必要であり、多回路の電力計測を可能とすることにより、電力計測器３の小型化を図れるためである。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、変流器２ａ，２ｂや負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの種類は２種類に限定されるものではなく、少なくとも２種類以上であればよい。また、変流器の種類は対５ＡＣＴや小型ＣＴに限定されるものではなく、定格電流５０Ａ，２５０Ａ，６００Ａなどの変流器を使用することもできる。さらに、様々な種類の異なる変流器は、その種類に応じて、直列に接続された複数の負担抵抗の所定位置、又は当該所定位置と異なる別の所定位置に接続されればよく、負担抵抗の最両端の位置に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 分電盤
２ａ 変流器（対５ＡＣＴ）
２ｂ 変流器（小型ＣＴ）
３ 電力計測器
３ａ〜３ｄ 接続端子
３ｅ，３ｆ コネクタ接続端子
４ 監視装置
５ 負荷
６ａ，６ｂ，６ｃ ブレーカ
７ 電線
８ 信号線
９ａ，９ｂ コネクタ端子
１０ 表示部
１１ スイッチ部
１２ 電圧入力端子
１３ 通信端子
１４ 対５ＡＣＴ接続端子
１５ 小型ＣＴ接続端子
１６ プラグ
３１ 電流検出部
３２ 電圧検出部
３３ 電力演算部
３１１，３１１ａ，３１１ｂ 負担抵抗
３１２，３２２ フィルタ
３１３，３２３ 加算回路
３３１，３３２ Ａ／Ｄ変換部
３３３ 乗算部
３３４ 伝送回路部
３３５ 信号検出部
３３６ 制御回路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変流器（ＣＴ：Current Transformer)に接続されて分電盤内などにおける回路の電力を計測する電力計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビルディングなどの施設に設けられた分電盤内における回路の電力を計測する際、測定範囲拡大のために変流器が用いられる。この変流器の受け側回路には電力計測器が接続され、電力計測器は、変流器と接続される回路に負担抵抗を挿入して、この負担抵抗の両端の電圧を検出することで電流値を計測して電力演算を行うことができる。
【０００３】
工場等では百Ａ〜数百Ａの交流電流が通電されており、定格電流を通電すると５Ａの出力電流が得られる対５Ａと呼ばれる変流器（以下、対５ＡＣＴと記す）が使用される。この対５ＡＣＴは、配電系統の電流計測を行う際、いわゆる規格化された出力方式であり、接続可能な電力計測器と組み合わせることで、柔軟な電力計測システムの構成が可能となる。
【０００４】
分電盤内における回路の電力計測には、従来、大きな電流が流れる主幹回路のみを計測する場合が殆どであるが、近年の消費電力の「見える化」の実現などのため、主幹回路から分岐された分電盤内の末端回路である分岐回路の電力も計測する必要がある。この分岐回路には、主幹回路からの電流が分流されるため、例えば数十Ａ程度の電流が流れる。なお、電力の「見える化」では、分電盤内の回路ごとの電力の情報を、ＬＡＮ経由でモニタを備えた管理装置などに表示する。
【０００５】
そして、上記の対５ＡＣＴは、数百Ａといった定格電流の通電時に５Ａを出力するため、コアを大きくする必要があり、比較的形状が大きくなる。従って、定格電流が低い、分岐回路における数十Ａ程度の電流計測において、電流が通電される計測箇所に対５ＡＣＴを取付けようとした場合、形状が大きいために、取付けできない。また、分電盤内の複数の分岐回路の全ての電力計測を対５ＡＣＴで行うことは、分電盤内のスペース上問題がある。
【０００６】
このため、分岐回路の電流計測においては、対５ＡＣＴではなく、出力電流が数十ｍＡ程度である小型の変流器（以下、小型ＣＴと記す）が用いられる。この小型ＣＴの出力電流は、対５ＡＣＴの数百分の一であるため、鉄心コアや巻き線を小型化することができる。それゆえ、小型ＣＴは、分電盤内の比較的電流の低い分岐回路等の電流計測用として、対５ＡＣＴでは形状の制約上用いることができない箇所に用いることが可能となる。このように、分電盤内の設置スペースに応じて、種類の異なる変流器を使い分ける必要がある。
【０００７】
次に、変流器に接続され、電力計測器に備わる負担抵抗に関して図１５を参照して説明する。図１５（ａ）に示すように、小型ＣＴ１５１は出力電流が数ｍＡとなるため、受け側回路である電力計測器１５２の電流検出部１５３に備える負担抵抗１５４には数Ωの抵抗値のものを用いる。電流検出部１５３は、この負担抵抗１５４の両端の電圧を検出することで電流値を計測し、電力演算部１５５に出力する。一方、図１５（ｂ）に示すように、対５ＡＣＴ１５６では出力電流が最大５Ａとなるため、数ｍΩのシャント抵抗１５７に接続され、電流検出部１５３は、このシャント抵抗１５７の両端の電圧を検出することで電流値を計測し、電力演算部１５５に出力する。
【０００８】
ところで、組立てが容易で、取付所要面積が小さい、測定精度の高い、また被検出電流の大きさが異なっても容易に適合できる変流器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２２９９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、小型ＣＴ及び対５ＡＣＴなどの種類の異なる変流器は、その出力電流がそれぞれ大きく異なるため、接続される回路の負担抵抗の抵抗値が異なる。具体的には、図１５に示すように、小型ＣＴ１５１と対５ＡＣＴ１５６とでは出力電流の大きさが１０００倍程度の差があり、対５ＡＣＴ１５６に接続される負担抵抗は数ｍΩ、小型ＣＴ１５１に接続される負担抵抗は数Ωとなる。このため、種類の異なる変流器を使用して回路の電力計測を行うには、変流器の種類に応じて、入力端子をそれぞれの出力電流の大きさで分けた別々の計測回路部、又は別々の電力計測器が必要となり、コストを要するという問題がある。
【００１１】
また、対５ＡＣＴ及び小型ＣＴのいずれも接続可能な電力計測器とする場合には、対５ＡＣＴと小型ＣＴとで出力信号を切り替えるための回路切替器（マルチプレクサ）などが必要となり、コストを要する。
【００１２】
さらに、上記特許文献１では、変流器を１種類使用して、抵抗器を切り替えることで大きさの異なる電流測定を実現するものであり、種類の異なる変流器を用いて電力を計測するものではない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電力計測器内の回路切替を行う手間を要せず、出力の異なる複数種の変流器のいずれをも電流検出部に接続可能とし、分電盤内などにおける回路の電力を計測できる電力計測器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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、前記電流検出部は、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続され、前記直列接続された負担抵抗の電圧を信号処理する信号処理回路を有し、前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、これら変流器は、それらの種類に応じて、前記直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は前記所定位置と異なる別の所定位置に接続される、ことを特徴とするものである。
【００１５】
この電力計測器において、前記直列に接続された負担抵抗のうち少なくとも１つの負担抵抗には、導通用のリレーが並列に接続され、前記変流器は、前記直列に接続された負担抵抗の最両端に接続されることが好ましい。
【００１６】
この電力計測器において、前記電流検出部は、前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の出力の基準となる信号線が接続される共通の接続端子、及び前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の他の信号線が接続される個別の接続端子と、前記個別の接続端子から前記電力演算部に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサと、をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この電力計測器において、前記電力演算部は、前記電流検出部から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部を備え、当該信号検出部は、前記電流の信号の大きさに基づいて、前記リレー又は前記マルチプレクサの設定を別の回路へ切り替えることが好ましい。
【００１８】
この電力計測器において、前記複数の負担抵抗の直列に接続する順序は、基準電位側の負担抵抗の抵抗値を低くしたことが好ましい。
【００１９】
この電力計測器において、前記負担抵抗に接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位に接続することが好ましい。
【００２０】
この電力計測器において、前記電流検出部は、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプをさらに備えることが好ましい。
【００２１】
この電力計測器において、前記負担抵抗間に設けられる接続端子は、異なる種類の前記変流器で共用とせず、変流器の種類ごとに、それぞれ個別に設けられることが好ましい。
【００２２】
この電力計測器において、前記直列に接続された少なくとも２種類以上の負担抵抗のうち、抵抗値のより大きな前記負担抵抗に接続された前記接続端子は、専用の端子以外は接続できない構造を有することが好ましい。
【００２３】
この電力計測器において、前記変流器からの信号線は、前記接続端子と嵌合する形状を有するコネクタ端子に接続されることが好ましい。
【００２４】
この電力計測器において、前記コネクタ端子は、少なくとも２以上の前記変流器からの信号線が接続可能な構造を有することが好ましい。
【００２５】
この電力計測器において、前記回路は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路を含み、前記接続端子は、これら回路ごとに、隣接して前記電力計測器の側面に配置されることが好ましい。
【００２６】
この電力計測器において、前記接続端子は、出力の大きな前記変流器の信号線を接続するネジ端子、及び出力の小さな前記変流器の信号線を接続するコネクタ端子を含み、前記変流器の信号線と接続されたプラグは、前記ネジ端子又は前記コネクタ端子の一方との接続を行うと、他方の接続端子を覆う構造を有することが好ましい。
【００２７】
この電力計測器において、多回路の電力計測が可能であることが好ましい。
【００２８】
この電力計測器において、前記接続端子は、前記多回路のうちの一部の回路について、前記ネジ端子のみ又は前記コネクタ端子のみの構成とされていることが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、前記電流検出部は、並列に配置された少なくとも２種類以上の負担抵抗と、前記並列に配置された負担抵抗の一端側に接続され、前記変流器の出力の電流経路を前記並列に接続された負担抵抗のいずれかの経路に切り替える回路切替器と、前記電流検出部において検出された電流の大きさに基づいて前記回路切替器を制御する制御回路部と、を備え、前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、これら変流器は、前記並列に接続された負担抵抗の両端側に接続される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る電力計測器によれば、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続された電流検出部を備え、変流器は、その種類に応じて、直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は当該所定位置と異なる別の所定位置に接続すればよい。従って、種類の異なる変流器を同一の電力計測器に接続可能となり、分電盤内などにおける回路の電力を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力計測器を備えた電力計測システムの全体構成図である。
【図２】上記電力計測器の機能ブロック図である。
【図３】上記電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図４】上記実施の形態１の変形例１に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図５】上記実施の形態１の変形例２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図６】上記実施の形態１の変形例３に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図７】上記実施の形態１の変形例４に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１０】上記実施の形態３の変形例１に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１１】上記実施の形態３の変形例２に係る電力計測器に備わる電流検出部の回路図である。
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態４に係る電力計測器の正面図、（ｂ）同電力計測器の下面図、（ｃ）同電力計測器の上面図である。
【図１３】（ａ）上記実施の形態４の変形例１に係る電力計測器に接続される変流器のプラグの側面図、（ｂ）同プラグの斜視図、（ｃ）同プラグの別の側面図である。
【図１４】（ａ）上記実施の形態４の変形例２に係る電力計測器の正面図、（ｂ）同電力計測器の下面図、（ｃ）同電力計測器の上面図である。
【図１５】（ａ）従来の電力計測器における電流検出部の回路図、（ｂ）従来の別の電力計測器における電流検出部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る電力計測器について図面を参照して説明する。図１に示すように、電力計測システムＳは、分電盤１、種類の異なる変流器２ａ，２ｂ、電力計測器３、監視装置４、負荷５、及びブレーカ６ａ，６ｂ，６ｃを備える。この電力計測システムＳは、例えばオフィスビル内や一般住宅内において、分電盤１から電力供給を受ける照明器具やパソコンなどの様々な負荷５の消費電力を監視する。
【００３３】
分電盤１は、外部からビル内や宅内に供給される商用電源を、電線７を介して一次側に受ける主幹回路と、主幹回路の２次側から分岐した電路に介装される複数の分岐回路とを備える。各分岐回路には照明器具やパソコンのほか、空調機器やＩＨ機器などの様々な負荷５が接続される。また、ブレーカ６ａは、主幹回路の電線７に接続された主幹ブレーカであり、ブレーカ６ｂは、主幹回路から分岐した複数の分岐回路に配設された分岐ブレーカである。
【００３４】
種類の異なる変流器２ａ，２ｂは、各回路の電流を一定の割合で小さくして専用ケーブルである信号線８を介して電力計測器３に供給する。例えば変流器２ａは４００／５Ａ型の貫通式であれば、中心部を貫通する電線７に４００Ａの電流が流れた時に出力側の信号線８に５Ａが流れるようコイルの巻き数が構成されている。
【００３５】
変流器２ａは、比較的大きな電流の流れる主幹回路を流れる主幹電流を定期的に計測するために設置され、本図においては、主幹回路の配線の２本の電線に貫通され、電力計測器３と信号線８にて接続される。変流器２ｂは、比較的小さな電流の流れる各分岐回路を流れる分岐電流を分岐回路毎に定期的に計測するために設置され、分岐回路の電線の所定位置に貫通され、電力計測器３と信号線８にて接続される。なお、変流器２ａ，２ｂは、分割式などで主幹回路及び分岐回路の電線７に簡単に取り付けられ、信号線８として専用ケーブルを用いることで誤結線を未然に防止できる。
【００３６】
電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂと接続され、これら変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入する負担抵抗を備え、変流器２ａ，２ｂが設置された回路の電力を計測する。電力計測器３は、通信線を介して監視装置４に演算結果を出力する。この電力計測器３は、例えば１０×１０ｃｍの大きさであり、分電盤１内の所定箇所に設置される。
【００３７】
監視装置４は、モニタを有する専用のパソコンなどであり、各分岐回路の通電情報を管理し表示する監視ユニットである。監視装置４は、電力計測器３とＲＳ−４８５通信などでネットワーク接続され、各負荷５の電力使用に関するデータ収集を行い、データ解析のためグラフなどの表示を行う。監視装置４は、例えば一時間ごとや一日ごとの電力使用に関するデータを自動記録し、電力計測器３と接続されたネットワーク経由によるエネルギーの一括管理を行い、効率のよい電力使用量の「見える化」を実現する。
【００３８】
負荷５は、分岐回路に接続された照明器具やパソコンのほか、空調機器やＩＨ機器などの様々な電気機器である。
【００３９】
次に、本実施の形態１に係る電力計測器３の機能構成に関して図２を参照して説明する。電力計測器３は、変流器２ａ，２ｂの信号から電流を検出する電流検出部３１、回路の電圧の信号を検出する電圧検出部３２、及び電流検出部３１における電流及び電圧検出部３２における電圧の各信号に基づいて電力演算する電力演算部３３を備える。
【００４０】
電流検出部３１は、変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入された負担抵抗３１１、所定周波数帯の信号を通過させるフィルタ３１２、及びフィルタ３１２を通過した電流信号に所定値を加算する加算回路３１３を備える。
【００４１】
電圧検出部３２は、図１に示すブレーカ６ｃなどを介して電線７と端子で接続され、電圧降圧回路３２１、フィルタ３２２、及び加算回路３２３を備える。電圧降圧回路３２１は、電圧を降圧させ、フィルタ３２２は、所定周波数帯の電圧信号を通過させ、加算回路３２３は、電圧波形が例えば０〜５Ｖの範囲となるように電圧信号に適切なバイアスをかける。
【００４２】
電力演算部３３は、電流検出部３１で計測された電流、及び電圧検出部３２で検出される電圧に基づいて、変流器２ａ，２ｂが取付けられた電線７に接続された負荷５に供給される電力を演算するマイコンである。この電力演算部３３は、Ａ／Ｄ変換部３３１，３３２、乗算部３３３、及び伝送回路部３３４を備える。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部３３１は、電圧検出部３２から受信するアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３３２は、電流検出部３１から受信するアナログ信号をデジタル信号に変換する。乗算部３３３は、Ａ／Ｄ変換部３３１及び３３２から出力される信号を乗算する回路であり、すなわち電力を算出する。伝送回路部３３４は、例えば、ＲＳ４８５などに準拠した２線式シリアル通信回路を有し、接続される通信線を介して相互に通信可能な監視装置４に電力演算値を送信する。
【００４４】
次に、本実施の形態１に係る電力計測器３に備わる電流検出部３１の回路構成に関して図３を参照して説明する。電流検出部３１は、直列に接続された抵抗値の異なる２種類の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂを備える。例えば、負担抵抗３１１ａは２．０Ωの抵抗、負担抵抗３１１ｂは１ｍΩのシャント抵抗である。なお、シャント抵抗は、大電流が流れる回路の電流計測用に作られた抵抗値が小さく高精度な抵抗器である。
【００４５】
また、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続される基準電位側の信号線は、０Ｖのグランド（ＧＮＤ）３１４に接続され、負担抵抗３１１ａの一端が加算回路３１３側に接続される。このように、電流検出部３１は、回路に挿入された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端の電圧を測定して電流値を取得する信号処理回路を有する。
【００４６】
電力計測器３は、それぞれが負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの端部に接続された接続端子３ａ〜３ｃを備える。変流器２ａ，２ｂは上述のように２種類の出力の異なるものであり、これら変流器２ａ，２ｂは、その種類に応じて、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端、又は負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの間の所定位置に接続される。
【００４７】
すなわち、比較的大きな電流を出力する対５ＡＣＴ２ａからの信号線は、回路に挿入される負担抵抗を小さくする必要があるため接続端子３ｂ，３ｃに接続される。一方、比較的小さな電流を出力する小型ＣＴ２ｂからの信号線は、変流器２ａ，２ｂと接続される回路に挿入される負担抵抗の抵抗値を大きくする必要があるため、接続端子３ａ，３ｃに接続される。このように、接続端子３ｃは、変流器２ａ，２ｂの出力の基準となる信号線を接続する共通の端子、接続端子３ａは、変流器２ｂの他の信号線を接続する個別の端子、接続端子３ｂは、変流器２ａの他の信号線を接続する個別の端子となる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１に係る電力計測器３では、種類の異なる変流器２ａ，２ｂの信号線の接続位置を、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの抵抗値に応じて設けられた接続端子３ａ〜３ｃを変更することで調節できる。このため、電力計測器３では、回路切替を行う手間を要せず、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤１内における回路の電力を計測でき、電流計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００４９】
また、従来は出力の異なる変流器２を一つの電力計測器３に接続する場合には、回路切替器（マルチプレクサ）などの構成が必要であったが、出力の異なる変流器２を用いて、回路切替器等の構成は不要とした１台の電力計測器３での電力計測が可能となる。さらに、電力計測器３に通信接続された監視装置４により、負荷５の消費電力を「見える化」して、どの負荷５の電力を削減すべきかを視覚的に理解できるなど、より効果的な省エネルギーを実現できる。
【００５０】
なお、図３に示すように、複数の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの直列に接続する順序は、基準電位３１４側の負担抵抗３１１ｂの抵抗値を低くする。これにより、基準電位３１４に対して電圧降下を低く抑えることができ、電力計測器３の回路を安定に動作でき、ノイズ等の影響を低減できる。
【００５１】
（第１の変形例）
本実施の形態１の第１の変形例について、図４を参照して説明する。本変形例では、電流検出部３１は、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのうち、負担抵抗３１１ａには導通用のリレー３１５が並列に接続される。また、接続端子３ａ，３ｃは、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの最両端にそれぞれ接続され、出力の異なる変流器２ａ，２ｂは、同じ接続端子３ａ，３ｃに接続される。なお、本変形例では、上記実施の形態１とは異なり、直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのうち、基準電位３１４側に抵抗値の大きい負担抵抗３１１ａが配置される。
【００５２】
次に、本変形例に係る電力計測器３の動作に関して説明する。対５ＡＣＴ２ａが接続端子３ａ，３ｃに接続される場合には、リレー３１５が閉状態に手動制御され、対５ＡＣＴ２ａからの出力電流がシャント抵抗３１１ｂのみを通過する回路となる。一方、小型ＣＴ２ｂが接続端子３ａ，３ｃに接続される場合には、リレー３１５が開状態に手動制御され、小型ＣＴ２ｂからの出力電流がシャント抵抗３１１ｂ及び負担抵抗３１１ａを通過する回路となる。このため、本変形例に係る電力計測器３では、１ａ接点構成を有するリレー３１５を用いた低コストの構成で、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とする。
【００５３】
なお、電力演算部３３が、電流検出部３１から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部３３５を備え、この信号検出部３３５が、電流検出部３１から入力された電流の大きさに基づいて、リレー３１５の開閉状態を自動制御することも考え得る。この場合、例えば対５ＡＣＴ２ａが接続された状態で、小型ＣＴ２ｂに合わせたリレー３１５の状態（開状態）とされて負担抵抗３１１ａが焼損することなどを適切に防止できる。
【００５４】
（第２の変形例）
本実施の形態１の第２の変形例について、図５を参照して説明する。本変形例２において電流検出部３１は、直列に接続された２種類の負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの端部の所定位置に接続され、接続端子３ａ〜３ｃから電力演算部３３に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサ３１６をさらに備える。マルチプレクサ３１６は、電力演算部３３から入力される信号に基づいて、設定値に応じた自動切替を行う。このため、本変形例２に係る電力計測器３では、回路切替器に電流容量の低い信号用のマルチプレクサ３１６を使用し、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能として分電盤内における回路の電力を計測できる。従って、電力計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００５５】
（第３の変形例）
本実施の形態１の第３の変形例について、図６を参照して説明する。本変形例３において電流検出部３１は、上記変形例２の構成に加えて、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプ３１７をさらに備える。このプログラマブルゲインアンプ３１７は、アナログスイッチ等を用いて増幅率を外部から設定できる増幅回路となる。変流器２ａ，２ｂの出力は、定格電流により異なるが、本変形例３に係る電力計測器３では、プログラマブルゲインアンプ３１７を用いてゲイン切替え、最適な信号で加算回路３１３に信号を入力し、電力演算部３３で電力演算することが可能となる。
【００５６】
（第４の変形例）
本実施の形態１の第４の変形例について、図７を参照して説明する。本変形例４では、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位Ｖrefに接続する。この構成により、電力演算部３３のＡＤ変換部３３２に信号を入力する際、基準電位Ｖrefを印加でき、負担抵抗３１１ａ，３１１ｂで得られる信号に対する加算回路３１３の構成が不要となり、信号線を直接、電力演算部３３のＡＤ変換部３３２に接続できる。従って、本変形例では、電流検出部３１の回路構成を簡略化して低コスト化を図り、且つ出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤内における回路の電力を計測できる。また、電力計測器３の小型化や低コスト化を実現できる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る電力計測器について、図８を参照して説明する。なお、上記実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する（以下同じ）。
【００５８】
電流検出部３１は、並列に配置された２つの負担抵抗３１１ａ，３１１ｂと、変流器２ａ，２ｂの出力の電流経路を負担抵抗３１１ａ，３１１ｂのいずれかとする回路構成を有する回路切替器（１ｃ接点構成のリレー）３１８と、加算回路３１３とを備える。電力演算部３３は、電流検出部３１において検出された電流の大きさに基づいて回路切替器３１８を制御する制御回路部３３６を備える。変流器２ａ，２ｂのどちらか一方の信号線は、その種類によらず、並列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの両端側に接続された接続端子３ａ，３ｃと接続される。
【００５９】
このため、本実施の形態２では、変流器２ａ，２ｂのいずれを電力計測器３に接続しても、回路切替器３１８により、変流器２ａ，２ｂの種類に応じた適切な負担抵抗３１１ａ，３１１ｂに接続できる。従って、電流検出信号の信号レベルを所定のレベルまで上げて、Ｓ／Ｎ比を向上させて精度のよい電力の計測が可能となる。
【００６０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る電力計測器について、図９を参照して説明する。本実施の形態３では、電流検出部３１の直列に接続された負担抵抗３１１ａ，３１１ｂ間に設けられる接続端子３ｂ，３ｄは、異なる種類の変流器２ａ，２ｂで共用とせず、それらの種類ごとに個別に設けられる。すなわち、図９に示すように、小型ＣＴ２ｂの信号線と接続されるのは接続端子３ａ，３ｄであり、対５ＡＣＴ２ａの信号線と接続されるのは接続端子３ｂ，３ｃとなる。この構成により、出力の異なる変流器２ａ，２ｂを同一の電流検出部３１に接続可能とし、分電盤内の回路の電力を計測できると共に、変流器２ａ，２ｂからの電流の流れる経路を完全に別々にでき、より高精度な電力計測が可能となる。
【００６１】
（第１の変形例）
本実施の形態３の第１の変形例について、図１０を参照して説明する。本変形例では、抵抗値のより大きな負担抵抗３１１ａに接続される接続端子３ａ，３ｄは、専用のコネクタ端子（プラグ）９ａ以外は接続できない構造、すなわちコネクタ端子９ａの形状と嵌合するコネクタ形状３ｅとなる。
【００６２】
この構成により、本変形例では、対５ＡＣＴ２ａが、抵抗値の大きな負担抵抗３１１ａに接続され、負担抵抗３１１ａが焼損して誤結線による事故を未然に防ぐことが可能となる。また、コネクタ端子９ａの構造とすることで変流器２ａ，２ｂ及び電力計測器３間の施工性をよくすることができる。
【００６３】
（第２の変形例）
本実施の形態３の第２の変形例について、図１１を参照して説明する。本変形例では、コネクタ端子（プラグ）９ｂは、２以上の変流器（本図では小型ＣＴ２ｂの２台）からの信号線が接続可能な構造を有している。一方、電力計測器３には、その側面などにおいて、このコネクタ端子９ｂと嵌合する形状を有するコネクタ接続端子３ｆが形成される。この構成により、上記変形例１の効果に加えて、三相３線式を用いる電線などからの電力計測など、Ｒ／Ｓ／Ｔ相に取付けられる複数個の変流器２ａ，２ｂがセットとなった回路計測において、誤結線を未然に防止できる。
【００６４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る電力計測器について、図１２を参照して説明する。本実施の形態４に係る電力計測器３は、表示部１０、スイッチ部１１、電圧入力端子１２、通信端子１３、対５ＡＣＴ接続端子１４、及び小型ＣＴ接続端子１５を備える。
【００６５】
表示部１０は、各回路における電力計測結果を表示する液晶パネルなどである。スイッチ部１１は、変流器２ａ，２ｂの種類の設定、表示部１０の表示設定を行うための操作キーである。電圧入力端子１２は、電線と接続されて電圧極Ｓと電圧極Ｔの相関電圧などを検出するための入力端子である。通信端子１３は、監視装置４と接続され、ＲＳ−４８５通信などで用いる通信線を接続するネジ端子である。対５ＡＣＴ接続端子１４は、対５ＡＣＴ２ａからの信号線を接続するネジ端子である。小型ＣＴ接続端子１５は、小型ＣＴ２ｂからのコネクタ端子９ａが挿し込まれる差込口となるコネクタ端子である。
【００６６】
そして、点線Ｌの領域に示すように、接続端子１４，１５は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路からなる回路ごとに、上下方向に、直線状に配置され、且つ異なる回路は左右方向に隣接して電力計測器３の側面に配置される。この配置構成により、本実施の形態４に係る電力計測器３では、同じ回路に、複数の変流器２ａ，２ｂを同時に接続することを視覚的に防止できる。
【００６７】
（第１の変形例）
本実施の形態４の第１の変形例について、図１３を参照して説明する。電力計測器３は、上記図１２に示すように、出力の大きな変流器２ａの信号線を接続するネジ端子である接続端子１４、及び出力の小さな変流器２ｂの信号線を接続するコネクタ端子である接続端子１５を備えている。そして、本変形例では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、変流器２ａ，２ｂの信号線に接続されるプラグ１６は、コネクタ端子１６ｂが接続端子１５に挿入されると、ネジ端子である接続端子１４を覆う突起部１６ａを有している。
【００６８】
この構成により、同じ回路において、同時に２種類の変流器２ａ，２ｂが接続されることがなくなり、小型ＣＴ２ｂと対５ＡＣＴ２ａの同時接続による誤接続を防止できる。なお、プラグ１６の構造を、ネジ端子である接続端子１４を接続するとコネクタ端子である接続端子１５が接続できない構造とすることも考え得る。
【００６９】
（第２の変形例）
本実施の形態４の第２の変形例について、図１４を参照して説明する。本変形例では、点線Ｌ２の領域で示すように、電力計測器３の接続端子は、変流器２ａ，２ｂで計測される一部の回路において、ネジ端子の接続端子１４のみの構成となる。
【００７０】
これは、分電盤内の主幹回路と分岐回路を計測する際、主幹回路は定格電流が大きくなるため対５ＡＣＴ２ａで、分岐回路は定格電流が比較的低くなるため小型ＣＴ２ｂを選定し計測する。従って、電力計測器３では、所定の回路は５ＡＣＴ２ａの接続端子１４のみ、所定の回路は小型ＣＴ２ｂの接続端子１５又は対５ＡＣＴ２ａの接続端子１４の選択式とするため、全ての回路を選択式の接続端子１４，１５の構造にするよりも低コストで構成できる。なお、図示はしていないが、一部の計測回路を小型ＣＴ２ｂ用の接続端子１５のみの構成とすることも考え得る。
【００７１】
そして、上記各実施の形態に係る電力計測器３は、主幹回路及び分岐回路からなる回路の電力を計測するための接続端子の組を複数備えて、多回路の電力計測を可能とする。これは、主幹回路から分岐回路までを計測する際、複数の定格電流の計測が必要であり、多回路の電力計測を可能とすることにより、電力計測器３の小型化を図れるためである。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、変流器２ａ，２ｂや負担抵抗３１１ａ，３１１ｂの種類は２種類に限定されるものではなく、少なくとも２種類以上であればよい。また、変流器の種類は対５ＡＣＴや小型ＣＴに限定されるものではなく、定格電流５０Ａ，２５０Ａ，６００Ａなどの変流器を使用することもできる。さらに、様々な種類の異なる変流器は、その種類に応じて、直列に接続された複数の負担抵抗の所定位置、又は当該所定位置と異なる別の所定位置に接続されればよく、負担抵抗の最両端の位置に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１ 分電盤
２ａ 変流器（対５ＡＣＴ）
２ｂ 変流器（小型ＣＴ）
３ 電力計測器
３ａ〜３ｄ 接続端子
３ｅ，３ｆ コネクタ接続端子
４ 監視装置
５ 負荷
６ａ，６ｂ，６ｃ ブレーカ
７ 電線
８ 信号線
９ａ，９ｂ コネクタ端子
１０ 表示部
１１ スイッチ部
１２ 電圧入力端子
１３ 通信端子
１４ 対５ＡＣＴ接続端子
１５ 小型ＣＴ接続端子
１６ プラグ
３１ 電流検出部
３２ 電圧検出部
３３ 電力演算部
３１１，３１１ａ，３１１ｂ 負担抵抗
３１２，３２２ フィルタ
３１３，３２３ 加算回路
３３１，３３２ Ａ／Ｄ変換部
３３３ 乗算部
３３４ 伝送回路部
３３５ 信号検出部
３３６ 制御回路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、
前記電流検出部は、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続され、前記直列接続された負担抵抗の電圧を信号処理する信号処理回路を有し、
前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、
これら変流器は、それらの種類に応じて、前記直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は前記所定位置と異なる別の所定位置に接続される、ことを特徴とする電力計測器。
【請求項２】
前記直列に接続された負担抵抗のうち少なくとも１つの負担抵抗には、導通用のリレーが並列に接続され、
前記変流器は、前記直列に接続された負担抵抗の最両端に接続される、ことを特徴とする請求項１記載の電力計測器。
【請求項３】
前記電流検出部は、
前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の出力の基準となる信号線が接続される共通の接続端子、及び前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の他の信号線が接続される個別の接続端子と、
前記個別の接続端子から前記電力演算部に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサと、をさらに備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力計測器。
【請求項４】
前記電力演算部は、前記電流検出部から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部を備え、
当該信号検出部は、前記電流の信号の大きさに基づいて、前記リレー又は前記マルチプレクサの設定を別の回路へ切り替える、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電力計測器。
【請求項５】
前記複数の負担抵抗の直列に接続する順序は、基準電位側の負担抵抗の抵抗値を低くした、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項６】
前記負担抵抗に接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位に接続する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項７】
前記電流検出部は、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプをさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項８】
前記負担抵抗間に設けられる接続端子は、異なる種類の前記変流器で共用とせず、変流器の種類ごとに個別に設けられる、ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項９】
前記直列に接続された少なくとも２種類以上の負担抵抗のうち、抵抗値のより大きな前記負担抵抗に接続された前記接続端子は、専用の端子以外は接続できない構造を有する、ことを特徴とする請求項８記載の電力計測器。
【請求項１０】
前記変流器からの信号線は、前記接続端子と嵌合する形状を有するコネクタ端子に接続される、ことを特徴とする請求項９記載の電力計測器。
【請求項１１】
前記コネクタ端子は、少なくとも２以上の前記変流器からの信号線が接続可能な構造を有する、ことを特徴とする請求項１０記載の電力計測器。
【請求項１２】
前記回路は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路を含み、
前記接続端子は、これら回路ごとに、隣接して前記電力計測器の側面に配置される、ことを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項１３】
前記接続端子は、出力の大きな前記変流器の信号線を接続するネジ端子、及び出力の小さな前記変流器の信号線を接続するコネクタ端子を含み、
前記変流器の信号線と接続されたプラグは、前記ネジ端子又は前記コネクタ端子の一方との接続を行うと、他方の接続端子を覆う構造を有する、ことを特徴とする請求項１２記載の電力計測器。
【請求項１４】
前記電力計測器は、多回路の電力計測が可能である、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項１５】
前記接続端子は、前記多回路のうちの一部の回路について、前記ネジ端子のみ又は前記コネクタ端子のみの構成とされている、ことを特徴とする請求項１４記載の電力計測器。
【請求項１６】
回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、
前記電流検出部は、並列に配置された少なくとも２種類以上の負担抵抗と、前記並列に配置された負担抵抗の一端側に接続され、前記変流器の出力の電流経路を前記並列に接続された負担抵抗のいずれかの経路に切り替える回路切替器と、前記電流検出部において検出された電流の大きさに基づいて前記回路切替器を制御する制御回路部と、を備え、
前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、
これら変流器は、前記並列に接続された負担抵抗の両端側に接続される、ことを特徴とする電力計測器。
【請求項１】
回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、
前記電流検出部は、少なくとも２種類以上の負担抵抗が直列に接続され、前記直列接続された負担抵抗の電圧を信号処理する信号処理回路を有し、
前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、
これら変流器は、それらの種類に応じて、前記直列に接続された負担抵抗の所定位置、又は前記所定位置と異なる別の所定位置に接続される、ことを特徴とする電力計測器。
【請求項２】
前記直列に接続された負担抵抗のうち少なくとも１つの負担抵抗には、導通用のリレーが並列に接続され、
前記変流器は、前記直列に接続された負担抵抗の最両端に接続される、ことを特徴とする請求項１記載の電力計測器。
【請求項３】
前記電流検出部は、
前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の出力の基準となる信号線が接続される共通の接続端子、及び前記負担抵抗の端部の所定位置に接続されて前記変流器の他の信号線が接続される個別の接続端子と、
前記個別の接続端子から前記電力演算部に繋がる信号線の経路を選択する回路切替機能を有したマルチプレクサと、をさらに備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力計測器。
【請求項４】
前記電力演算部は、前記電流検出部から入力される電流の信号の大きさを検出する信号検出部を備え、
当該信号検出部は、前記電流の信号の大きさに基づいて、前記リレー又は前記マルチプレクサの設定を別の回路へ切り替える、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電力計測器。
【請求項５】
前記複数の負担抵抗の直列に接続する順序は、基準電位側の負担抵抗の抵抗値を低くした、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項６】
前記負担抵抗に接続される基準電位側の信号線を、グランドである０Ｖ以外の所定の基準電位に接続する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項７】
前記電流検出部は、信号の増幅率を可変可能なプログラマブルゲインアンプをさらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項８】
前記負担抵抗間に設けられる接続端子は、異なる種類の前記変流器で共用とせず、変流器の種類ごとに個別に設けられる、ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項９】
前記直列に接続された少なくとも２種類以上の負担抵抗のうち、抵抗値のより大きな前記負担抵抗に接続された前記接続端子は、専用の端子以外は接続できない構造を有する、ことを特徴とする請求項８記載の電力計測器。
【請求項１０】
前記変流器からの信号線は、前記接続端子と嵌合する形状を有するコネクタ端子に接続される、ことを特徴とする請求項９記載の電力計測器。
【請求項１１】
前記コネクタ端子は、少なくとも２以上の前記変流器からの信号線が接続可能な構造を有する、ことを特徴とする請求項１０記載の電力計測器。
【請求項１２】
前記回路は、主幹回路及び当該主幹回路から分岐した複数の分岐回路を含み、
前記接続端子は、これら回路ごとに、隣接して前記電力計測器の側面に配置される、ことを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項１３】
前記接続端子は、出力の大きな前記変流器の信号線を接続するネジ端子、及び出力の小さな前記変流器の信号線を接続するコネクタ端子を含み、
前記変流器の信号線と接続されたプラグは、前記ネジ端子又は前記コネクタ端子の一方との接続を行うと、他方の接続端子を覆う構造を有する、ことを特徴とする請求項１２記載の電力計測器。
【請求項１４】
前記電力計測器は、多回路の電力計測が可能である、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電力計測器。
【請求項１５】
前記接続端子は、前記多回路のうちの一部の回路について、前記ネジ端子のみ又は前記コネクタ端子のみの構成とされている、ことを特徴とする請求項１４記載の電力計測器。
【請求項１６】
回路から電圧の信号を検出する電圧検出部と、前記回路に取り付けられた変流器からの出力に基づいて電流の信号を検出する電流検出部と、前記電圧検出部及び電流検出部で検出される電圧及び電流の各信号に基づいて電力演算する電力演算部と、を備える電力計測器において、
前記電流検出部は、並列に配置された少なくとも２種類以上の負担抵抗と、前記並列に配置された負担抵抗の一端側に接続され、前記変流器の出力の電流経路を前記並列に接続された負担抵抗のいずれかの経路に切り替える回路切替器と、前記電流検出部において検出された電流の大きさに基づいて前記回路切替器を制御する制御回路部と、を備え、
前記変流器は、少なくとも２種類以上の出力の異なるものから成り、
これら変流器は、前記並列に接続された負担抵抗の両端側に接続される、ことを特徴とする電力計測器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−５０３８５（Ｐ２０１３−５０３８５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８５２９（Ｐ２０１１−１８８５２９）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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