電子電力量計の変流器の磁気シールド

【課題】外部磁石が電子電力量計に近接して配置されても外部磁石磁界の影響を受けない電子電力計を提供する。
【解決手段】電子電力量計１０２に動作可能に結合される変流器１０４と変流器１０４の第１の側部に第１のシールド１１０と変流器の第２の側部に第２のシールド１２０を備え、第２の側部は第１の側部に実質的に平行であり、第１のシールド１１０および第２のシールド１２０は、実質的に透磁性かつ伝導性の金属をそれぞれ含んでいる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子電力量計に関し、より具体的には、電子電力量計の変流器のシールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、既知の電子電力量計１０２の上面図が示されており、図２はその斜視図である。電子電力量計１０２は、電気の使用量を測定するのに使用する。電子電力量計１０２は、電子電力量計基部１０３、および少なくとも１つの変流器１０４を含むことができる。変流器１０４は、各変流器１０４を通り抜けるポテンシャルリンク（ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｉｎｋ）１０６を有する。電子電力量計１０２に含まれる他の構成要素には、例えば、サージサプレッサ１０５、変流器ケーブル１０７および計測回路ブラケット１０９があり得る。電流は、電子電力量計１０２内の計測回路（図示せず）によって測定され、エネルギ使用量の計算に使用される。
【０００３】
図３を参照すると、既知の変流器１０４および既知のポテンシャルリンク１０６の斜視図が示されている。ポテンシャルリンク１０６を通る（矢印で示される）ポテンシャルリンク電流流れ１２２によって、変流器１０４内に変流器磁界１１６が生成され得る。変流器磁界１１６は、変流器のフェライト磁心（図示せず）中を円を描くように動くことができる。変流器磁界１１６によって、変流器１０４内に、変流器１０４の巻線１１９の数およびポテンシャルリンク電流流れ１２２に直接比例する変流器電流流れ１１７が引き起こされ得る。
【０００４】
図４を参照すると、説明のため、電力量計１０２の簡略化された上面図が示されている。外部磁石１０８が変流器１０４に近接して配置される場合、変流器１０４は、外部磁石１０８からの外部磁石磁界１１５による影響を受ける。外部磁石１０８は、変流器１０４を飽和させることができ、それによって変流器１０４の巻線（図示せず）の比例電流を正確に誘導する機能が低下する。この性能の低下によって、結果的に、変流器１０４を流れる電流値がより低くなり、電気使用量の計算が不正確になる。これを目的に外部磁石１０８を使用すると、電気窃盗罪になる恐れもある。変流器１０４を遮蔽することによって、変流器１０４に対する外部磁石１０８の影響を低減することができる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様は、電子電力量計に動作可能に結合される変流器、変流器の第１の側部の第１のシールド、および変流器の第２の側部の第２のシールドを備える、電子電力量計を含む。第２の側部は、実質的に、第１の側部に平行である。第１のシールドおよび第２のシールドは、実質的に透磁性かつ伝導性の金属をそれぞれ含む。
【０００６】
本発明の第２の態様は、電子電力量計に動作可能に結合される変流器、変流器の第１の側部の第１のシールド、変流器の第２の側部の第２のシールドを備える、電子電力量計を含む。第２の側部は、実質的に、第１の側部に平行である。第１のシールドおよび第２のシールドの少なくとも一方が、実質的に、外部磁石から約５０００ガウスまで遮蔽する。
【０００７】
本発明の第３の態様は、実質的にディスク形の本体、本体のほぼ中心を通る開口、および本体にありその縁部から開口まで延在する間隙を備える、変流器の第１の磁気シールドを含む。本体は、実質的に透磁性かつ伝導性の金属を含む。
【０００８】
本発明の上記およびその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて本発明の様々な態様の以下の詳細な説明を読めばより容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】既知の電子電力量計の上面図である。
【図２】既知の電子電力量計の斜視図である。
【図３】既知の変流器および既知のポテンシャルリンクの斜視図である。
【図４】既知の電子電力量計の簡略上面図である。
【図５】本発明による、第１のシールドおよび第２のシールドを含む電子電力量計の一実施形態の上面図である。
【図６】本発明による、第１のシールドの一実施形態の斜視図である。
【図７】本発明による、第１のシールドの一実施形態の斜視図である。
【図８】本発明による、第１のシールドの一実施形態の斜視図である。
【図９】本発明による、第１のシールドの一実施形態の斜視図である。
【図１０】本発明による、変流器の第１のシールドおよび第２のシールドの一実施形態の側面図である。
【図１１】本発明による第３のシールドの一実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明による、変流器の第１のシールド、第２のシールドおよび第３のシールドの一実施形態の上面図である。
【図１３】本発明による、変流器の第１のシールド、第２のシールドおよび第３のシールドを含む電子電力量計の一実施形態の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の図面は、一定の縮尺で描かれていないことに留意されよう。図面は、本発明の典型的な態様を示すためのものにすぎず、したがって、本発明の範囲の限定としてみなされるべきではない。図面において、諸図面間で同じ番号は同じ要素を表している。
【００１１】
図５を参照すると、本発明による、第１のシールド１１０および同様の構造の第２のシールド１２０を含む電子電力量計の一実施形態の上面図が示されている。第１のシールド１１０は、第２のシールド１２０よりも外部磁石１０８の近くに図示されている。外部磁石１０８の予想位置に第１のシールド１１０または第２のシールド１２０のどちらが最も近いかによって、第１のシールド１１０または第２のシールド１２０の一方を他方よりも厚くすることができる。第１のシールド１１０および／または第２のシールド１２０は、変流器１０４、電子電力量計またはその両方の製造の間に変流器１０４に配置してよい。あるいは、第１のシールド１１０および／または第２のシールド１２０は、電子電力量計の製造の後に変流器１４０に配置してもよい。本発明の一実施形態では、変流器１４０の形状は、実質的にトロイド状（ｔｏｒｏｄｉａｌ）であってよく、ポテンシャルリンク１０６の形状は棒様であってよい。一実施形態では、外部磁石１０８が例えば変流器１０４から約１．２７ｃｍ（０．５インチ）以上離れて配置されるとき、第１のシールド１１０または第２のシールド１２０は、実質的に、外部磁石磁界１１５から約５０００ガウスまで変流器１０４を保護することができる。
【００１２】
図６を参照すると、本発明による第１のシールド１１０の一実施形態の斜視図が示されている。第１のシールド１１０は、縁部１１２を有する実質的にディスク形の本体１１１を含むことができる。変流器１０４の形は、トロイド状であってよい。実質的にディスク形の本体１１１は、変流器１０４を物理的に覆うことができる。第１のシールド１１０は、例えば正方形、三角形または他の多角形である他の形状を含むこともできる。第１のシールド１１０は、本体１１１のほぼ中心を通って延在することができる開口１１４を含むことができる。第１のシールド１１０および第２のシールド１２０は、開口１１４を通してポテンシャルリンク１０６を配置することによって変流器１０４に配置することができる。
【００１３】
第１のシールド１１０は、実質的に、透磁性かつ伝導性の金属を含むことができる。透磁率は、材料自体の中における磁界の形成を助ける材料の能力である。それは、材料が、加えられた磁界に応答して得る磁化の度合いである。実質的に透磁性かつ伝導性の金属は、冷延鋼板および／または熱延鋼板などの低炭素鋼を含むことができる。低炭素鋼は、アメリカ鉄鋼協会（ＡＩＳＩ）１００５〜ＡＩＳＩ１０２６鋼など、炭素含有量が０．０５％〜０．２６％の範囲であってよい。本体１１１の厚さ１１３は、例えば、約０．１５ｃｍ〜０．６４ｃｍ（約０．０６０インチ〜０．２５０インチ）の範囲であってよい。
【００１４】
図７を参照すると、本発明による第１のシールド２１０の他の実施形態の斜視図が示されている。第１のシールド２１０は、縁部２１２から開口２１４に延在する間隙２１６を含むことができる。間隙２１６は、縁部２１２から開口２１４まで延在する２つの実質的に平行な直線側部２１８を含むことができ、結果的に概ね直線の間隙２１６になる。（間隙がない）第１のシールド１１０を通って流れる電流は、熱の形のエネルギ損失を生成し、電子電力量計１０２の効率を低減させることがある。間隙２１６は、第１のシールド２１０を通って流れる電流を遮り、エネルギ損失を低減することができる。図８を参照すると、第１のシールド２１０は、側部２１８に凹凸を含むことができる。例えば、側部２１８は、電子電力量計の構成要素を収容する目的で、直線でなくてもよく、例えば曲線状側部、切欠きなどを含むこともできる。
【００１５】
図９を参照すると、本発明による第１のシールド３１０の他の実施形態の斜視図が示されている。この場合、間隙３１６は、縁部３１２から開口３１４に延在する、２つの非平行の直線側部３１８を含むことができ、結果的に実質的にパイの形の間隙３１６になる。図８に示される実施形態と同様に、側部３１８は直線でなくてもよい。
【００１６】
図１０を参照すると、本発明による、変流器１０４の、第１のシールド１１０、２１０、３１０（簡潔にするため、以下では１つの参照番号しか使用しない）および第１のシールド１１０と同様の構造の第２のシールド１２０の一実施形態の斜視図が示されている。第１のシールド１１０は、変流器１０４の第１の側部１１１に配置することができる。第２のシールド１２０は、変流器１０４の第２の側部１２１に配置することができる。第２の側部１２１は、実質的に、第１の側部１１１に平行であってよい。開口１１４は、変流器１０４を通って延在するポテンシャルリンク１０６を収容する。開口１１４は、実質的に円形として図示されている。当業者なら、開口１１４はポテンシャルリンク１０６を収容できるどんな形状であってもよいことが容易に理解できるであろう。間隙１１６は、電子電力量計内に例えば計測回路（図示せず）および計測回路ブラケット１０９である構成要素を収容するのに使用可能である。
【００１７】
第１のシールド１１０および／または第２のシールド１２０における間隙１１６、２１６（図７〜９）は、外部磁石１０８の予想位置から離れた方に向けてよい。あるいは、間隙１１６は、第１のシールド１１０（および第２のシールド１２０）がポテンシャルリンク１０６上を滑動するのに十分な幅であってよい。
【００１８】
図１１を参照すると、本発明による第３のシールド１２８の一実施形態の斜視図が示されている。第３のシールド１２８は、実質的に曲線の平面形状を含むことができる。図示の一例では、第３のシールド１２８は、断面が「Ｃ」字形になるように細長い溝が付いた管状形状を有する。例えば閉じた管状形状および半円の管状形状である、この形状の別の形も可能であってよい。第３のシールド１２８の２つの端部１３２は、第３のシールド間隙１３０を作り出すことができる。第３のシールド１２８は、第１のシールド１１０と同じ実質的に透磁性かつ伝導性の金属を含むことができ、本明細書で第１のシールド１１０について述べたのと同じ厚さ１１３であり外部磁石１０８の磁界からの変流器１０４の保護を特徴とすることができる。
【００１９】
図１２を参照すると、本発明による変流器１０４の、第１のシールド１１０、第２のシールド１２０および第３のシールド１２８の一実施形態の斜視図が示されている。第３のシールド１２８は、変流器１０４の例えば外周である、第３の側部１２９に配置することができる。第３のシールド１２８は、第１のシールド１１０または第２のシールド１２０の少なくとも一方に連結することができる。第１のシールド１１０、第２のシールド１２０および第３のシールド１２８は、まとめて変流器１０４の実質的なエンクロージャを形成することができる。
【００２０】
図１３を参照すると、本発明による電子電力量計の第１のシールド１１０、第２のシールド１２０および第３のシールド１２８の一実施形態の斜視図が示されている。第３のシールド１２８は、外部磁石１０８の予想位置にかなり近接して変流器１０４に配置することができる。
【００２１】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示の限定を意図するものではない。本明細書で使用される、単数形態は前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含むものとする。さらに、本明細書で使用する場合の「備える」および／または「備えている」という用語は、そこに述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素および／または構成要素の存在を明示しているが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素および／またはそのグループの存在または付加を排除するものではないと理解されよう。
【００２２】
本明細書に書かれた説明は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、さらに、あらゆる当業者が、あらゆるデバイスまたはシステムを実施かつ使用し、あらゆる包含の方法を実施することを含む、本発明の実施も可能にする。本発明の特許保護される範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い浮かぶ他の実施例も含むことができる。そうした他の実施例は、特許請求の範囲の文言と差異のない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言とわずかな差異がある均等な構造要素を含む場合には、本発明の特許請求の範囲に入るものとする。
【符号の説明】
【００２３】
１０２電子電力量計
１０３電子電力量計基部
１０４変流器
１０５サージサプレッサ
１０６ポテンシャルリンク
１０７変流器ケーブル
１０８外部磁石
１０９計測回路ブラケット
１１０、２１０、３１０第１のシールド
１１１第１の側部
１１２、２１２、３１２縁部
１１３厚さ
１１４、２１４、３１４開口
１１５外部磁石磁界
１１６変流器磁界
１１７変流器電流流れ
１１９巻線
１２０第２のシールド
１２１第２の側部
１２２ポテンシャルリンク電流流れ
１２８第３のシールド
１２９第３の側部
１３０第３のシールド間隙
１３２端部
２１６、３１６間隙
２１８、３１８側部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子電力量計（１０２）であって、
前記電子電力量計（１０２）に動作可能に結合される変流器（１０４）と、
前記変流器（１０４）の第１の側部（１１１）の第１のシールド（１１０）と、
前記変流器（１０４）の第２の側部（１２１）の第２のシールド（１２０）と
を備え、
前記第２の側部（１２１）が前記第１の側部（１１１）に実質的に平行であり、
前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）が、実質的に透磁性かつ伝導性の金属をそれぞれ含む、
電子電力量計（１０２）。
【請求項２】
前記変流器（１０４）の第３の側部（１２９）の一部に第３のシールド（１２８）をさらに備え、前記第３のシールド（１２８）が、前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）に実質的に垂直であり、
前記第３のシールド（１２８）が実質的に透磁性かつ伝導性の金属を含む、
請求項１記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項３】
前記第３のシールド（１２８）が、実質的に曲線の平面形状を有する、請求項２記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項４】
前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）が、実質的にディスク形である、請求項１記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項５】
前記実質的に透磁性かつ伝導性の金属が、低炭素鋼を含む、請求項１記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項６】
前記低炭素鋼の炭素含有量が、約０．２６％未満である、請求項５記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項７】
前記変流器（１０４）の形状が、実質的にトロイド状である、請求項１記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項８】
前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）のうちの一方が、前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）のうちの他方よりも厚い、請求項１記載の電子電力量計（１０２）。
【請求項９】
前記第１のシールド（１１０）および前記第２のシールド（１２０）のうちの少なくとも一方が、実質的に、外部磁石（１０８）から約５０００ガウスまで遮蔽する、請求項１記載の電子電力量計（１０２）。

【図１】