JP2008170369A - 電力量計 - Google Patents

Abstract

【課題】漏電や、感電に対する安全性を向上させた電力量計を提供することができるようにする。
【解決手段】
外部から供給された交流電圧を低レベルの直流電圧に変換する交流直流変換部１０３と、直流負荷用に当該低レベルの直流電圧を出力する出力端子部１０２と、当該低レベルの直流電圧が需要家の負荷にて使用された使用電力量を測定する電力量測定手段とを具備したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は被測定系の使用電力量を測定する電力量計に関する。

従来から、一般家庭や工場、事業所の使用電力量等、電力データを測定する電力量計が
普及してきている。当該電力量計は、被測定系の電力を測定・演算する電力演算部と、電力演算部で演算した当該演算結果を使用電力量や最大使用電力等の電力データに編集する制御部と、制御部にて編集された電力データを表示する表示部とを具備している。（例えば特許文献１）。
特開２００４−２２６０９４号公報（第１０頁、図２）

しかしながら、従来の電力量計を用いた場合、家庭内に交流１００Ｖ等の配電線が配線
されるため、漏電による火災や感電事故等が発生する場合がある等の問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を改善し、漏電や、感電に対する安全性を向上させた電力量計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による電力量計は、外部から供給される交流電圧を
、直流電圧に変換する交流直流変換手段と、前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電圧を検出する電圧検出手段と、前記交流直流変換手段により変換された直流電圧
の電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段により検出された直流電圧に関する
信号と前記電流検出手段により検出された直流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する電力演算手段と、前記電力演算手段により測定された被測定系の使用
電力量を出力する出力手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、低レベルの直流電圧で動作することが可能な電化製品には、低レベルの直流にて電力を供給することが可能なため、漏電や、感電に対する安全性を向上させた電力量計を提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による電力量計の実施例１を図１を参照して説明する。図１は本発明による電力量計の実施例１を示す内部構成図である。

図１において、１００は電力量計本体である。

１０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、外部の電力給電用設備からの配電線を電力量計本体１００に接続する。

１０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、需要家内の負荷への配電線を電力量計本体１００に接続する。

１０３は交流直流変換部で、パルス幅変調を用いた直流変換回路や、サイリスタによる直流変換回路により構成されており、入力端子部１０１に供給された交流電圧を低レベルの直流電圧に変換し、出力端子部１０２側に出力する。

１０４は電流検出部で、ホール素子等からなる電流センサとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３から出力端子部１０２に流れる直流電流に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０５は電圧検出部で、アッテネッタとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３により変換された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０６は乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部１０４により出力された直流電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部１０５により出力された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０７は積算部でカウンタ回路等により構成されており、乗算部１０６から出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を積算計量し、当該需要家の使用電力量に関するデータを作成する。

１０８は表示部で液晶表示器等により構成されており、積算部１０７で積算計量された当該需要家の使用電力量に関するデータを表示する。

次に、本実施例の動作を説明する。入力端子部１０１に入力された１００Ｖ等の交流電圧は、交流直流変換部１０３で例えば１２Ｖ等の低レベルの直流電圧に変換される。当該低レベルの直流電圧は出力端子部１０２を介し、需要家内の電化製品等の負荷へ供給される。交流直流変換部１０３は、パルス幅変調による降圧回路やサイリスタを用いた直流変換回路にて構成されており、外部から供給される交流電圧を直流に変換している。当該交流直流変換部１０３は交流が入力される入力側と、直流が出力される出力側とが、絶縁トランスにより絶縁されている。

電流検出部１０４は、出力端子１０２を介し負荷に流れる直流電流を検出し、アナログ−デジタル変換し、当該電流に正比例したデジタルデータ信号を乗算部１０６に出力している。

電圧検出部１０５は交流直流変換部１０３にて変換された低レベルの直流電圧を検出しアナログ−デジタル変換し、当該電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算部１０６に出力している。

乗算部１０６は、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部１０４により出力された電流に正比例したデジタルデータ信号と、電圧検出部１０５により出力された電圧に正比例したデジタルデータ信号とを乗算し、使用電力に正比例したパルス周波数信号に変換し積算部１０７に出力している。

積算部１０７は、カウンタ回路等により構成されており、乗算部１０６から出力された使用電力に正比例したパルス周波数信号を積算計量し、当該需要家の使用電力量に関するデータを作成し、表示部１０８に出力している。

表示部１０８は、液晶表示器等により構成されており、積算部１０７で作成された当該需要家の使用電力量に関するデータを表示する。

近年、家庭にて使用される電化製品は、電子部品が多用されており低圧直流で動作可能なものが多い。様々な家庭用電化製品は供給されるＡＣ１００Ｖ等の電圧をいわゆるＡＣアダプターや、電化製品内の電源回路にて低圧の直流電圧に変換して電化製品に供給している。ＡＣアダプターを使用している電化製品は、例えば携帯電話等の充電器やパソコン等、多品種にわたる。このような低圧直流で動作可能な電化製品にまで、家庭内に交流１００Ｖ等の配電線にて電力を供給することは、いわゆるトラッキング等の漏電による火災や、感電事故の原因になり望ましくない。本実施例を用いれば外部の電力供給会社から供給される交流電圧を低レベルの直流電圧に変換して家庭内の電化製品に供給するため、電圧が低圧であり漏電は起こりにくく感電も発生しにくい。また、家庭内の配電設備も簡略化することが可能である。さらに家庭で使用される電化製品の電源回路を簡素化することができ低価格の電化製品が供給されることになる。

以上のように、本発明を用いれば、直流電圧で動作することが可能な電化製品に、低レベルの直流電圧にて電力を供給することが可能なため、漏電や、感電に対する安全性を向上させた電子式電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例２を図２を参照して説明する。図２は本発明による電力量計の実施例２を示す内部構成図である。

実施例２が実施例１と相違する点は、実施例１では、入力端子部１０１に供給された交流電圧が交流直流変換部１０３で、低レベルの直流電圧に変換され出力端子部１０２を介し、需要家内の電化製品等の負荷へ供給され、乗算部１０６、積算部１０７にて需要家にて使用される当該直流電圧の使用電力量に関するデータが作成され、表示部１０８に表示されるのに対し、実施例２では、入力端子部１０１に供給された交流電圧が交流直流変換部１０３で、低レベルの直流電圧に変換され出力端子部１０２を介し、また、交流電圧が出力端子部２０２を介し需要家内の電化製品等の負荷へ供給され、乗算部１０６、積算部１０７にて需要家にて使用される当該直流電圧の使用電力量に関するデータが作成され、表示部１０８に表示され、乗算部２０６、積算部２０７にて需要家にて使用される当該交流電圧の使用電力量に関するデータが作成され、表示部２０８に表示されている点である。

図２において、２００は電力量計本体である。

１０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、外部の電力給電用設備からの配電線を電力量計本体２００に接続する。

１０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、需要家内の直流負荷への配電線を電力量計本体２００に接続する。

１０３は交流直流変換部で、パルス幅変調を用いた直流変換回路や、サイリスタによる直流変換回路により構成されており、入力端子部１０１に供給された交流電圧を低レベルの直流電圧に変換し、出力端子部１０２側に出力する。

１０４は電流検出部で、ホール素子等からなる電流センサとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３から出力端子部１０２に流れる直流電流に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０５は電圧検出部で、アッテネッタとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３により変換された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０６は乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部１０４により出力された直流電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部１０５により出力された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０７は積算部でカウンタ回路等により構成されており、乗算部１０６から出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を積算計量し、当該需要家の直流負荷の使用電力量に関するデータを作成する。

１０８は表示部で液晶表示器等により構成されており、積算部１０７で積算計量された当該需要家の直流負荷の使用電力量に関するデータを表示する。

２０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、需要家内の交流負荷への配電線を電力量計本体２００に接続する。

２０４は電流検出部で、電流トランスやホール素子等からなる電流センサとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、入力端子部１０１から出力端子部２０２に流れる交流電流に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０５は電圧検出部で、電圧トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、入力端子部１０１に供給された交流電圧に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０６は乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部２０４により出力された交流電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部２０５により出力された交流電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０７は積算部でカウンタ回路等により構成されており、乗算部２０６から出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を積算計量し、当該需要家の交流負荷の使用電力量に関するデータを作成する。

２０８は表示部で液晶表示器等により構成されており、積算部２０７で積算計量された当該需要家の交流負荷の使用電力量に関するデータを表示する。

上記実施例を用いれば、電流検出部１０４、電圧検出部１０５、乗算部１０６、積算部１０７、表示部１０８にて需要家で使用される直流負荷の使用電力量が測定され、電流検出部２０４、電圧検出部２０５、乗算部２０６、積算部２０７、表示部２０８にて需要家で使用される交流負荷の使用電力量が測定されるため、需要家にて直流負荷、交流負荷、両者を使用した場合のそれぞれの負荷の使用電力量を測定することが可能である。

本実施例を用いれば外部の電力供給会社から供給される交流電圧を低レベルの直流電圧に変換して家庭内の電化製品に供給するため、電圧が低圧であり漏電は起こりにくく感電も発生しにくい。また、家庭内の配電設備も簡略化することが可能である。さらに家庭で使用される電化製品の電源回路を簡素化することができ低価格の電化製品が供給されることになる。

以上のように、本発明を用いれば、直流電圧で動作することが可能な電化製品には、低レベルの直流電圧にて電力を供給することが可能なため、漏電や、感電に対する安全性を向上させた電子式電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例３を図３を参照して説明する。図３は本発明による電力量計の実施例３を示す内部構成図である。

実施例３が実施例２と相違する点は、実施例２では、電流検出部１０４、電圧検出部１０５、乗算部１０６、積算部１０７、表示部１０８にて需要家で使用される直流負荷の使用電力量が、電流検出部２０４、電圧検出部２０５、乗算部２０６、積算部２０７、表示部２０８にて需要家で使用される交流負荷の使用電力量が個別に測定されているるのに対し、実施例３では、合成部３０１を用いて、直流負荷と交流負荷の使用電力量が合算され測定されている点である。

図３において、３００は電力量計本体である。

１０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、外部の電力給電用設備からの配電線を電力量計本体３００に接続する。

１０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、需要家内の直流負荷への配電線を電力量計本体３００に接続する。

１０３は交流直流変換部で、パルス幅変調を用いた直流変換回路や、サイリスタによる直流変換回路により構成されており、入力端子部１０１に供給された交流電圧を低レベルの直流電圧に変換し、出力端子部１０２側に出力する。

１０４は電流検出部で、ホール素子等からなる電流センサとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３から出力端子部１０２に流れる直流電流に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０５は電圧検出部で、アッテネッタとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、交流直流変換器１０３により変換された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０６は乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部１０４により出力された直流電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部１０５により出力された直流電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

１０７は積算部でカウンタ回路等により構成されており、乗算部１０６から出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を積算計量し、当該需要家の直流負荷の使用電力量に関するデータを作成する。

２０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、需要家内の交流負荷への配電線を電力量計本体３００に接続する。

２０４は電流検出部で、電流トランスやホール素子等からなる電流センサとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、入力端子部１０１から出力端子部２０２に流れる交流電流に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０５は電圧検出部で、電圧トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等により構成されており、入力端子部１０１に供給された交流電圧に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０６は乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部２０４により出力された交流電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部２０５により出力された交流電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

２０７は積算部でカウンタ回路等により構成されており、乗算部２０６から出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を積算計量し、当該需要家の交流負荷の使用電力量に関するデータを作成する。

３０１は合成部で、積算部１０７から出力される直流負荷の使用電力量に関するデータと、積算部２０７から出力される交流負荷の使用電力量に関するデータを合算する。

３０２は表示部で液晶表示器等により構成されており、合成部３０１から出力される直流負荷の使用電力量と交流負荷の使用電力量の合計値を需要家の使用電力量として表示する。

実施例３にかかる電力量計を需要家に取付けた状態を図４に示す。

上記実施例を用いれば、電流検出部１０４、電圧検出部１０５、乗算部１０６、積算部１０７にて需要家で使用される直流負荷の使用電力量が測定され、電流検出部２０４、電圧検出部２０５、乗算部２０６、積算部２０７にて需要家で使用される交流負荷の使用電力量が測定され、さらに合成部３０１で直流負荷の使用電力量と交流負荷の使用電力量が合算されるため、需要家にて直流負荷、交流負荷、両者を使用した場合の使用電力量の合計値を測定することが可能である。

本実施例を用いれば外部の電力供給会社から供給される交流電圧を低レベルの直流電圧に変換して家庭内の電化製品に供給するため、電圧が低圧であり漏電は起こりにくく感電も発生しにくい。また、家庭内の配電設備も簡略化することが可能である。さらに家庭で使用される電化製品の電源回路を簡素化することができ低価格の電化製品が供給されることになる。

以上のように、本発明を用いれば、直流電圧で動作することが可能な電化製品には、低レベルの直流電圧にて電力を供給することが可能なため、漏電や、感電に対する安全性を向上させた電子式電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例１の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例２の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例３の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の需要家への取付け状態を示す図

符号の説明

１００ 電力量計本体
１０１ 入力端子部
１０２ 出力端子部
１０３ 交流直流変換部
１０４ 電流検出部
１０５ 電圧検出部
１０６ 乗算部
１０７ 積算部
１０８ 表示部
２００ 電力量計本体
２０２ 出力端子部
２０４ 電流検出部
２０５ 電圧検出部
２０６ 乗算部
２０７ 積算部
２０８ 表示部
３００ 電力量計本体
３０１ 合成部
３０２ 表示部

Claims (3)

1. 外部から供給される交流電圧を、直流電圧に変換する交流直流変換手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧検出手段により検出された直流電圧に関する信号と前記電流検出手段により検出された直流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する電力演算手段と、
   前記電力演算手段により測定された被測定系の使用電力量を出力する出力手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
2. 外部から供給される交流電圧を、直流電圧に変換する交流直流変換手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電流を検出する第１の電流検出手段と、
   前記第１の電圧検出手段により検出された直流電圧に関する信号と前記第１の電流検出手段により検出された直流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する第１の電力演算手段と、
   前記第１の電力演算手段により測定された被測定系の使用電力量を出力する第１の出力手段と
   外部から供給される交流電圧の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   外部から供給される交流電圧の電流を検出する第２の電流検出手段と、
   前記第２の電圧検出手段により検出された交流電圧に関する信号と前記第２の電流検出手段により検出された交流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する第２の電力演算手段と、
   前記第２の電力演算手段により測定された被測定系の使用電力量を出力する第２の出力手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。
3. 外部から供給される交流電圧を、直流電圧に変換する交流直流変換手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
   前記交流直流変換手段により変換された直流電圧の電流を検出する第１の電流検出手段と、
   前記第１の電圧検出手段により検出された直流電圧に関する信号と前記第１の電流検出手段により検出された直流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する第１の電力演算手段と、
   外部から供給される交流電圧の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   外部から供給される交流電圧の電流を検出する第２の電流検出手段と、
   前記第２の電圧検出手段により検出された交流電圧に関する信号と前記第２の電流検出手段により検出された交流電流に関する信号を乗算して被測定系の使用電力量を測定する第２の電力演算手段と、
   前記第１の電力演算手段にて測定された被測定系の使用電力量と前記第２の電力演算手段にて測定された被測定系の使用電力量とを合算する合算手段と、
   前記合算手段にて合算された使用電力量を出力する出力手段と
   を具備したことを特徴とする電力量計。

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