計(jì)測(cè)裝置以及安裝單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)電力線以非接觸的方式計(jì)測(cè)設(shè)備的電壓、消耗功率的計(jì)測(cè)裝置、以及用于將計(jì)測(cè)裝置安裝于外部的配電盤等的安裝單元。
【背景技術(shù)】
[0002]從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，要求逐個(gè)細(xì)致地計(jì)測(cè)設(shè)備的消耗功率。為了測(cè)定功率，需要計(jì)測(cè)電壓。為此而想要直接與電力線接線時(shí)，需要電施工而必須使裝置停止。為了避免這種情況，存在這樣的方法:從電力線的布線包覆層上按壓電極而利用電容耦合以非接觸的方式計(jì)測(cè)電壓。使用該方法以不實(shí)施電施工的方式設(shè)置傳感器時(shí)，傳感器電路的GND無法與大地的GND連接。
[0003]作為計(jì)測(cè)功率的方法，例如在專利文獻(xiàn)I中對(duì)非接觸電壓計(jì)測(cè)方法進(jìn)行了記載，在該非接觸電壓計(jì)測(cè)方法中，使用運(yùn)算放大器使屏蔽物與探針之間的電位差為零而排除浮游電容的影響。在專利文獻(xiàn)2中對(duì)非接觸電壓測(cè)定裝置進(jìn)行了記載，該非接觸電壓測(cè)定裝置對(duì)利用非接觸電壓測(cè)定電極所測(cè)定的電壓信號(hào)的相位差進(jìn)行測(cè)定，來求出絕緣電線的電壓信號(hào)的相位并進(jìn)行校正，由此提高了精度。在專利文獻(xiàn)3中對(duì)電壓測(cè)定裝置進(jìn)行了記載，該電壓測(cè)定裝置計(jì)算出檢測(cè)信號(hào)與參考電位之間的差分值，且利用可變電容電路來控制反饋環(huán)路的增益。
[0004]在使用上述任意一種方法的情況下，存在如下問題:外部的噪聲源與計(jì)測(cè)電路的信號(hào)用接地線發(fā)生電容耦合、或者由于信號(hào)用接地線與大地的靜電電容(浮游電容)變動(dòng)而導(dǎo)致傳感器輸出變動(dòng)、或者對(duì)計(jì)測(cè)精度造成惡劣影響。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3761470號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特許第4251961號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特許第4629625號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在完全不需要布線施工的情況下能夠防止噪聲混入傳感器輸出中的計(jì)測(cè)裝置、以及用于將計(jì)測(cè)裝置安裝于外部的配電盤等的安裝單元。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]本發(fā)明是計(jì)測(cè)裝置，該計(jì)測(cè)裝置具有:傳感器，其用于通過與電力線進(jìn)行電磁耦合而產(chǎn)生電流；計(jì)測(cè)電路，其用于對(duì)根據(jù)與電力線的電壓對(duì)應(yīng)地在傳感器中產(chǎn)生的電流而所獲得的電壓、功率中的任意方進(jìn)行計(jì)測(cè)；導(dǎo)電部件，其與計(jì)測(cè)電路的信號(hào)用接地線電連接；以及絕緣部件，其用于使導(dǎo)電部件與外部導(dǎo)電體接近且使導(dǎo)電部件與外部導(dǎo)電體絕緣。
[0014]在本發(fā)明中，將計(jì)測(cè)電路安裝于外部導(dǎo)電體而能夠?qū)﹄妷骸⒐β手械娜我夥竭M(jìn)行計(jì)測(cè)。
[0015]更優(yōu)選的是，導(dǎo)電部件隔著絕緣部件而在與外部導(dǎo)電體之間形成靜電電容。利用導(dǎo)電部件隔著絕緣部件而在與外部導(dǎo)電體之間形成靜電電容，且使噪聲電流經(jīng)由該靜電電容流入大地，由此能夠降低流過計(jì)測(cè)電路的噪聲電流，因此，不需要用于將導(dǎo)電部件接地于大地的施工，即使不具有高度的電氣設(shè)備知識(shí)也能夠容易地進(jìn)行設(shè)置，能夠在減少噪聲影響的情況下高精度地進(jìn)行電壓、功率中的任意方的計(jì)測(cè)。
[0016]更優(yōu)選的是，固定導(dǎo)電部件與外部導(dǎo)電體的相對(duì)位置。
[0017]更優(yōu)選的是，導(dǎo)電部件是磁鐵。能夠利用磁鐵將計(jì)測(cè)電路固定于外部導(dǎo)電體。
[0018]本發(fā)明的另一方面是一種安裝單元，其將用于計(jì)測(cè)電壓、電流或功率的計(jì)測(cè)電路安裝于被接地于大地的外部導(dǎo)電體，該安裝單元具有:導(dǎo)電部件，其與計(jì)測(cè)電路的信號(hào)用接地電連接；以及絕緣部件，其與導(dǎo)電部件接觸而在與外部導(dǎo)電體之間形成靜電電容。
[0019]通過使用該安裝單元，能夠容易地將市場(chǎng)上銷售的計(jì)測(cè)裝置安裝于外部裝置，且能夠排除噪聲影響而高精度地計(jì)測(cè)電壓、功率等。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在完全不需要布線施工的情況下能夠防止噪聲混入傳感器輸出中而高精度地計(jì)測(cè)電壓、消耗功率。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的框圖。
[0023]圖2是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置中的降低噪聲的原理的電路圖。
[0024]圖3是示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中利用磁鐵結(jié)合了傳感器框體與配電盤框體的情況下的噪聲量的圖、以及示出未將傳感器框體安裝于配電盤框體的情況下的噪聲量的圖。
[0025]圖4是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的噪聲降低效果的等效電路圖。
[0026]圖5是示出圖1所示的靜電電容與噪聲電平之間的關(guān)系的圖。
[0027]圖6是示出靜電電容與噪聲峰值電壓之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖7是示出作為本發(fā)明的另一實(shí)施方式使用2個(gè)傳感器來進(jìn)行差動(dòng)計(jì)測(cè)的例子的等效電路圖。
[0029]圖8是圖7所示的實(shí)施方式的等效電路圖。
[0030]圖9是示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的框圖。
[0031]圖10是示出本發(fā)明的其他另一實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的框圖。
[0032]圖11是示出本發(fā)明的其他實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。此外，在以下的說明中，對(duì)利用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式計(jì)測(cè)裝置來計(jì)測(cè)消耗功率的例子進(jìn)行說明，但也可以應(yīng)用于計(jì)測(cè)電壓的情況而并不限于消耗功率。
[0034]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的框圖。在圖1中，配電盤框體I在內(nèi)部?jī)?nèi)置有端子盤11等，且向多個(gè)電力分配線3分配經(jīng)由電力線2輸入的交流電壓。電力分配線3與未圖示的各種電氣設(shè)備連接。配電盤框體I由鐵等強(qiáng)磁性體形成而與大地(GND)連接，且作為外部導(dǎo)電體進(jìn)行工作。為了計(jì)測(cè)從電力線2供給的功率，計(jì)測(cè)電路4設(shè)置于配電盤框體I內(nèi)。
[0035]計(jì)測(cè)電路4收納于傳感器框體5中。計(jì)測(cè)電路4與作為傳感器的一例進(jìn)行工作的探針6連接，探針6通過與電力線2進(jìn)行電磁耦合而產(chǎn)生電流。此外，探針6也可以與電力分配線3進(jìn)行電磁耦合來計(jì)測(cè)利用電力分配線3分配的電氣設(shè)備的消耗功率。
[0036]計(jì)測(cè)電路4根據(jù)探針6取出的電力線2的電壓，來計(jì)測(cè)流動(dòng)的電流。在傳感器框體5設(shè)置有與計(jì)測(cè)電路4的信號(hào)用接地線7電連接的、作為導(dǎo)電部件進(jìn)行工作的金屬板8。使作為絕緣部件進(jìn)行工作的樹脂成型來構(gòu)成傳感器框體5，磁鐵9固定于傳感器框體5的側(cè)面或底面，傳感器框體5被磁鐵9吸附于配電盤框體I的側(cè)壁內(nèi)側(cè)。由于由強(qiáng)磁性體形成配電盤框體1，所以能夠由磁鐵9牢固地吸引配電盤框體1，能夠減少傳感器框體5與配電盤框體I偏離的可能性。
[0037]金屬板8以銅、鋁為材料，形成為板狀(也可以打穿多個(gè)孔)、棒狀、金屬絲網(wǎng)狀，但是，即使被分割成多個(gè)部分，只要將各個(gè)部分電連接即可。而且，金屬板8也可以為采用了鐵、鈷、鎳、釓等材料的磁鐵。金屬板8與被接地于大地的作為外部導(dǎo)電體進(jìn)行工作的配電盤框體I對(duì)置地設(shè)置，隔著由作為絕緣部件的樹脂形成的傳感器框體5而在配電盤框體I與金屬板8之間形成靜電電容10。靜電電容10起到降低噪聲的作用。
[0038]圖2是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置中的降低噪聲的原理的電路圖。
[0039]參照?qǐng)D1、圖2，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)在配電盤框體I內(nèi)使探針6接近電力線2時(shí)，如圖2所示，從探針6取出與電流成比例的輸出信號(hào)，該電流是與向電力線2施加的電壓Vn對(duì)應(yīng)地流動(dòng)的電流。
[0040]在探針6與信號(hào)用接地線7之間連接有檢測(cè)電阻Rs，在檢測(cè)電阻Rs與信號(hào)用接地線7之間產(chǎn)生的電壓成為計(jì)測(cè)電路4的輸入信號(hào)。在該輸入信號(hào)中混入各種外部噪聲，該外部噪聲混入計(jì)測(cè)電路4。在圖2中，對(duì)外部噪聲表示成電壓Vn的噪聲從噪聲源11經(jīng)由浮游電容Cfl而混入的情況。此外，在圖1中，未圖示噪聲源11和浮游電容Cf!。
[0041]噪聲電流In是從計(jì)測(cè)電路4流入電力線2的電流InU與經(jīng)由靜電電容10流入GND的電流In2之和。在電力線2與金屬板8之間形成的靜電電容10具有電容Cf2。因噪聲源11的電壓Vn而電流Inl從計(jì)測(cè)電路4流入電力線2，且電流In2經(jīng)由金屬板8與電力線2之間的靜電電容10流入大地(GND)。
[0042]雖然電流Inl對(duì)計(jì)測(cè)電路4造成影響，但電流In2不會(huì)流過計(jì)測(cè)電路4因此對(duì)計(jì)測(cè)電路4不會(huì)造成影響。由于電流Inl、In2從噪聲源11流出，所以使電流In2越大，則能夠使流過計(jì)測(cè)電路4的電流Inl越小。從而，通過使金屬板8與配電盤框體I之間的靜電電容10的電容Cf2增大而能夠減少流過計(jì)測(cè)電路4的電流Inl，因此，能夠減輕噪聲對(duì)計(jì)測(cè)電路4造成的影響。
[0043]圖3的(A)是示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中利用磁鐵結(jié)合了傳感器框體與配電盤框體的情況下的噪聲量的圖，圖3的(B)是示出未將傳感器框體安裝于配電盤框體的情況下的噪聲量的圖，全都是橫軸為時(shí)間軸且縱軸表示電位。
[0044]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，存在通過利用磁鐵9使傳感器框體5吸附于配電盤框體I而產(chǎn)生的金屬板8與配電盤框體I之間的靜電電容10的電容Cf2，由此，如圖3的(A)所示那樣對(duì)于1.25V的傳感器基準(zhǔn)電位幾乎不會(huì)出現(xiàn)噪聲。與此相對(duì)，在未將傳感器框體5安裝于配電盤框體I的情況下，不存在靜電電容Cf2，因此，如圖3的⑶所示那樣對(duì)于1.25V的傳感器基準(zhǔn)電位出現(xiàn)大約0.2V電位的噪聲。因此，可以確認(rèn)金屬板8與配電盤框體I之間的靜電電容10的電容Cf2的存在所產(chǎn)生的效果。
[0045]圖4是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)測(cè)裝置的噪聲降低效果的等效電路圖。
[0046]在圖4所示的等