JP5902566B2

JP5902566B2 - 電流計測システムおよび電流計測方法

Info

Publication number: JP5902566B2
Application number: JP2012143550A
Authority: JP
Inventors: 竜太藤沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: JP2014006203A

Description

本発明は、電源線に流れる電流を計測する電流計測システムに関する。

各需要家が有する負荷機器の電力使用状態を監視するために、分電盤における複数の電源線それぞれに取付けた電流センサを用いて、各電源線に流れる電流を計測することが知られている。

このような電流計測において、電流センサの検出値がゼロである場合には、電源線に流れる電流はゼロであると計測される。しかし、電流センサが故障している場合には、電源線に実際には電流が流れていても検出値はゼロとなり、電流が誤計測されることが問題である。

電流センサの故障を判別するために、各配線に複数の電流センサを設けることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１６０１３６号公報

しかし、特許文献１に記載の方法においては、各電源線に少なくとも２つの電流センサを設ける必要があるので、単一の電流センサを設ける場合に比べて設置コストが増加することが問題であった。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、設置コストを大きく増加させることなく、電流センサの故障を判別し得る電流計測システムおよび電流計測方法を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電流計測システムは、
監視電流を流す監視用電線と、
監視電流と、需要家の電源線に流れる交流電流との合計値を検出する電流センサと、
少なくとも合計値に基づいて、電流センサの状態を判別する判別部とを備え、
前記判別部は、前記監視電流と前記合計値とを比較し、前記合計値が前記監視電流未満であるときには、前記電流センサの状態が異常であると判別し、前記合計値が前記監視電流以上であるときには、前記電流センサの状態が正常であると判別する
ことを特徴とするものである。

また、当該電流計測システムは、
前記電流センサは複数であり、
それぞれの前記電流センサは、前記監視電流と、複数の前記電源線のうち対応する１つの電源線に流れる交流電流との合計値を検出し、
前記判別部は、少なくとも前記電流センサが検出した前記合計値に基づいて、それぞれの前記電流センサの状態を判別する
ことが好ましい。

また、当該電流計測システムは、
監視電流は定電流である
ことが好ましい。

上述したように本発明の解決手段をシステムとして説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、本発明の第１の観点を方法として実現させた電流計測方法は、
監視電流を流す第１のステップと、
監視電流と、需要家の電源線に流れる交流電流との合計値を、電流センサに検出させる第２のステップと、
少なくとも合計値に基づいて、電流センサの状態を判別する第３のステップとを備え、
前記第３のステップにおいて、前記監視電流と前記合計値とを比較し、前記合計値が前記監視電流未満であるときには、前記電流センサの状態が異常であると判別し、前記合計値が前記監視電流以上であるときには、前記電流センサの状態が正常であると判別する
ことを特徴とするものである。

また、当該電流計測方法は、
第２のステップにおいて、複数の電流センサそれぞれに、監視電流と、複数の電源線のうち対応する１つの電源線に流れる電流との合計値を検出させ、
第３のステップにおいて、少なくとも電流センサが検出した合計値に基づいて、それぞれの電流センサの状態を判別する
ことが好ましい。

また、当該電流計測方法は、
監視電流は定電流である
ことが好ましい。

上記のように構成された本発明に係る電流計測システムおよび電流計測方法によれば、設置コストを大きく増加させることなく、電流センサの故障を判別可能である。

一実施形態に係る電流計測システムの概略構成を示す機能ブロック図である。計測部および判別部が実行する判別処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る電流計測システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る電流計測システムの概略構成を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、一実施形態に係る電流計測システム１０は、複数の電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎ（ｎは２以上の整数）、監視用電線１２、監視電流源１３、計測部１４、および判別部１５を含んで構成される。

各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎは、例えば変流器であって、検出する検出値および自身の整流費に基づいて、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎそれぞれを取付けた電源線に流れる交流電流値を検出する。なお、変流器は環状部位またはクランプ状部位などの電源線を挿入させる被挿入部を有しており、被挿入部に電源線を挿入させることにより取付け可能である。被挿入部位に複数の電源線が挿入されている場合には、変流器は各電源線に流れる交流電流を合計した交流電流の合計値を検出する。

監視用電線１２は、平均値が一定の交流電流である監視電流を流す電線である。監視用電線１２は、後述するように、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの被挿入部位に、測定対象の電源線とともに挿入される。

監視電流源１３は、監視用電線１２に監視電流を供給する。監視電流源１３は、常時、監視用電線１２に監視電流を供給する。監視電流源１３は、監視電流の値を計測部１４に通知する。なお、監視電流の平均値は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの最低検出限界値より大きな値に予め定められる。さらには、監視電流の平均値は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎにより測定が想定される交流電流の平均値に比較して小さな値であることが好ましい。

計測部１４は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎが検出した交流電流値を取得する。また、計測部１４は、後述するように、取得した交流電流値および監視電流源１３から取得する監視電流の値に基づいて、各電源線に流れる交流電流値を算出する。

判別部１５は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの交流電流値を計測部１４から取得する。また、判別部１５は、監視電流源１３から監視電流値を取得する。判別部１５は、後述するように、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの交流電流値および監視電流値に基づいて、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎが異常状態であるか否かを判別する。

電流計測システム１０における第１の電流センサ１１Ｎ１〜第ｎの電流センサ１１Ｎｎは、以下に説明するように、分電盤の電源線に取付けられる。分電盤は、複数の、例えばｎ本の電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎを有する。

ユーザは、各電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎに各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎのいずれかを取付ける。前述のように、ユーザは、いずれかの電源線１６Ｎ１〜Ｎｎとともに、監視用電線１２を、各電流センサ１１Ｎ１〜電流センサ１１Ｎｎに取付ける。

次に、各電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎに流れる交流電流の算出と、電流センサ１１Ｎ１〜電流センサ１１Ｎｎの異常判別とについて説明する。

各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの検出値は、取付けた電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎに流れる交流電流および監視電流を合計した交流電流に相当する。最初に、計測部１４は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの検出した交流電流値から、監視電流値を減じることにより、各電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎそれぞれに流れる交流電流値を算出する。

計測部１４は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの検出した交流電流値および監視電流値を判別部１５に通知する。計測部１４は、判別部１５から、以下に説明する、電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎ毎の異常判別結果を取得する。計測部１４は、判別部１５により異常が無いと判別した電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎに対応する電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎの交流電流値を外部機器に出力する。例えば、計測部１４は算出した交流電流値をメモリに出力し、記憶させることが可能である。また、計測部１４は算出した交流電流の値をモニタに出力し、表示させることが可能である。

判別部１５は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの検出した交流電流値および監視電流値に基づいて、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎが故障または取付け不良などの異常状態であるか否かを判別する。

前述のように、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎは、対応する電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎそれぞれに流れる交流電流と、監視電流とを合計した交流電流値を検出する。それゆえ、正常な電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎは、対応する電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎに交流電流が流れないときにおいても、監視電流値を検出する。したがって、検出した電流値が監視電流値未満である電流センサは、故障または取付け不良などの異常状態であると判別可能である。なお、交流電流値と監視電流値の比較は、その実効値または平均値によって行う。

なお、異常状態である電流センサはその検出値がゼロとなることが多いので、判別部１５は監視電流を用いずに、交流電流値がゼロである電流センサを異常状態と判別することも可能である。

判別部１５は、異常であると判別した電流センサを、前述のように、計測部１４に通知する。また、判別部１５は、異常であると判別した電流センサを、外部機器に通知可能である。例えば、判別部１５はモニタなどに異常であると判別した電流センサを表示し、ユーザに報知することが可能である。

次に、本実施形態における、計測部１４および判別部１５が実行する判別処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。判別処理は、所定の周期で実行される。

ステップＳ１００において、計測部１４は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎから交流電流値を取得する。交流電流値を取得すると、プロセスはステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１では、計測部１４は、監視電流源１３から監視電流値を取得する。監視電流値を取得すると、プロセスはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、計測部１４は、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎが検出した交流電流値から監視電流値を減じることにより、各電源線１５Ｎ１〜１６Ｎｎに流れる交流電流値を算出する。交流電流値を算出すると、プロセスはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、判別部１５はステップＳ１０１で取得した交流電流値と監視電流値とを比較する。交流電流値が監視電流値未満であるときには、プロセスはステップＳ１０４に進む。合計の交流電流が監視電流以上であるときには、プロセスはステップＳ１０４をスキップして、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４では、判別部１５は合計の交流電流値が監視電流値未満である電流センサを報知する。電流センサの報知後、プロセスはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、判別部１５は正常であると判別した電流センサを計測部１４に通知する。また、計測部１４では、正常であると判別した電流センサに対応する電源線の交流電流値を外部機器に出力する。各電源線の交流電流値の外部機器への出力後、判別処理を終了する。

以上のような構成の本実施形態の電流計測システム１０によれば、各電源線１６Ｎ１〜１６Ｎｎに流れる交流電流を、同じ数の電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎを用いて算出可能である。さらに、電流計測システム１０は各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの検出する交流電流値および監視電流値に基づいて、それぞれの電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの異常状態を判別可能である。すなわち、電流計測システム１０によれば、測定する電源線より多くの電流センサを用いることなく、各電流センサ１１Ｎ１〜１１Ｎｎの異常状態を監視可能である。

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、本実施形態において電流センサは交流電流を検出する構成であるが、例えばホール電流センサのように直流電流を検出可能な構成であってもよい。

１０電流計測システム
１１Ｎ１〜１１Ｎｎ電流センサ
１２監視用電線
１３監視電流源
１４計測部
１５判別部
１６Ｎ１〜１６Ｎｎ電源線

Claims

監視電流を流す監視用電線と、
前記監視電流と、需要家の電源線に流れる電流との合計値を検出する電流センサと、
少なくとも前記合計値に基づいて、前記電流センサの状態を判別する判別部とを備え、
前記判別部は、前記監視電流と前記合計値とを比較し、前記合計値が前記監視電流未満であるときには、前記電流センサの状態が異常であると判別し、前記合計値が前記監視電流以上であるときには、前記電流センサの状態が正常であると判別する
ことを特徴とする電流計測システム。
請求項１に記載の電流計測システムであって、
前記電流センサは複数であり、
それぞれの前記電流センサは、前記監視電流と、複数の前記電源線のうち対応する１つの電源線に流れる電流との合計値を検出し、
前記判別部は、少なくとも前記電流センサが検出した前記合計値に基づいて、それぞれの前記電流センサの状態を判別する
ことを特徴とする電流計測システム。
請求項１または２に記載の電流計測システムであって、前記監視電流は定電流であることを特徴とする電流計測システム。
監視電流を流す第１のステップと、
前記監視電流と、需要家の電源線に流れる電流との合計値を、電流センサに検出させる第２のステップと、
少なくとも前記合計値に基づいて、前記電流センサの状態を判別する第３のステップとを備え、
前記第３のステップにおいて、前記監視電流と前記合計値とを比較し、前記合計値が前記監視電流未満であるときには、前記電流センサの状態が異常であると判別し、前記合計値が前記監視電流以上であるときには、前記電流センサの状態が正常であると判別する
ことを特徴とする電流計測方法。
請求項４に記載の電流計測方法であって、
前記第２のステップにおいて、複数の電流センサそれぞれに、前記監視電流と、複数の前記電源線のうち対応する１つの電源線に流れる電流との合計値を検出させ、
前記第３のステップにおいて、少なくとも前記電流センサが検出した前記合計値に基づいて、それぞれの前記電流センサの状態を判別する
ことを特徴とする電流計測方法。
請求項４または請求項５に記載の電流計測方法であって、前記監視電流は定電流であることを特徴とする電流計測方法。