特開 2015-212632 送電方向検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-212632(P2015-212632A)

(43)【公開日】2015年11月26日

(54)【発明の名称】送電方向検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/14 20060101AFI20151030BHJP

   G01R 21/00 20060101ALI20151030BHJP

   G01R 21/133 20060101ALI20151030BHJP

【ＦＩ】

   G01R19/14

   G01R21/00 Q

   G01R21/133 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-94597(P2014-94597)

(22)【出願日】2014年5月1日

(71)【出願人】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】北澤 真喜男

【テーマコード（参考）】

2G035

【Ｆターム（参考）】

2G035AA23

2G035AB04

2G035AC12

2G035AD38

(57)【要約】

【課題】有効電力を算出せずに検出電路の送電方向を非接触で検出する。
【解決手段】検出電路５０の交流電圧の電圧波形を非接触で検出して電圧信号Ｖｖを出力する電圧検出部４と、検出電路５０に流れる交流電流を非接触で検出してこの電流波形を示す電圧信号Ｖｉを、交流電流が検出電路５０に第１の向きＡで流れているときの位相に対して逆の第２の向きＢのときの位相が逆位相となる状態で出力する電流検出部５とを備えている。また電流検出部５は、第１の向きＡのときには、電圧信号Ｖｖを基準として−９０°以上＋９０°以下の位相差状態で電圧信号Ｖｉを出力する。また、電圧信号Ｖｖ，Ｖｉの二値化信号Ｓ１，Ｓ２を出力する２つの二値化部６，７と、この信号Ｓ１，Ｓ２の論理積のデューティ比が０．２５以上のときには送電方向は第１の向きＡであり、０．２５未満のときには第２の向きＢであると検出して表示部９に表示させる処理部８とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出電路に印加されている交流電圧の電圧波形を非接触で検出して出力する電圧検出部と、前記交流電圧の印加状態において前記検出電路に流れる交流電流の電流波形を非接触で検出すると共に、検出した当該電流波形を、当該交流電流が当該検出電路に第１の向きで流れているときの位相に対して当該第１の向きとは逆の第２の向きで流れているときの位相が逆位相となる状態で出力する電流検出部とを備えて、検出した前記電圧波形と前記電流波形とに基づいて前記検出電路における送電方向を検出する送電方向検出装置であって、
前記電流検出部は、前記交流電流が前記第１の向きで流れているときには、前記電圧波形の位相を基準としてマイナス９０°以上プラス９０°以下の範囲内の位相差状態で前記電流波形を出力し、
前記電圧波形をゼロボルトを基準として二値化して第１二値化信号を出力する第１二値化部と、
前記電流波形をゼロアンペアを基準として二値化して第２二値化信号を出力する第２二値化部と、
前記第１二値化信号および前記第２二値化信号の論理積についてのデューティ比が０．２５以上のときには前記送電方向は前記第１の向きであると検出し、当該デューティ比が０．２５未満のときには前記送電方向は前記第２の向きであると検出する処理部と、
前記処理部で検出された前記送電方向の情報を出力する第１出力部とを備えている送電方向検出装置。

【請求項2】

前記処理部は、前記第１二値化信号の立ち上がり時における前記第２二値化信号の論理に基づいて、当該論理がＬｏｗのときには前記交流電圧の位相に対して前記交流電流の位相が遅れた状態にあり、当該論理がＨｉｇｈのときには前記交流電圧の位相に対して前記交流電流の位相が進んだ状態にあると検出し、
前記処理部で検出された前記交流電圧の前記位相に対する前記交流電流の前記位相の前記状態の情報を出力する第２出力部とを備えている請求項１記載の送電方向検出装置。
置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出電路における送電方向（電力の潮流方向）を検出する送電方向検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の送電方向検出装置として、本願出願人は下記特許文献１に開示されている電力測定器を既に提案している。この電力測定器は、測定電路（被測定電路）の電圧および電流を検出すると共に、検出した電圧および電流に基づいて測定電路に発生する有効電力を算出する電力測定器であって、算出した有効電力の極性に基づいて、測定電路における送電方向（電力の潮流方向）を測定可能に構成されて、送電方向検出装置としても機能する。具体的には、この電力測定器は、送電方向検出装置として機能する場合、有効電力の極性がプラス（＋）のときには、測定電路には電源側から負荷に向けて電力が送電されている（電力の潮流方向が「消費」である）と検出し、有効電力の極性がマイナス（−）のときには、測定電路には負荷から電源側に向けて電力が送電されている（電力の潮流方向が「回生」である）と検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−６４４０３号公報（第２頁、第４図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、この送電方向検出装置（電力測定器）には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、例えば、屋内配線の改修工事を行う場合、工事の作業者が所望の配線を検出電路としてその送電方向（電力の潮流方向）を知りたい場合がある。しかしながら、上記した従来の送電方向検出装置では、この送電方向を検出するに際して、検出電路の電流および電圧を検出し、さらに検出した電流および電圧に基づいて有効電力を算出しなければならない。このため、この送電方向検出装置には、有効電力を算出する処理が必要になることから処理全体が複雑化し、その結果として装置コストが上昇するという改善すべき課題が存在している。

【0005】

また、この課題を改善する際に、検出電路の電流および電圧の検出のために検出電路を構成する芯線（導電線）に送電方向検出装置を電気的に接続する作業を実施するのは工事の作業者にとって煩わしいことから、この検出電路の芯線への送電方向検出装置の接続作業を省くことが好ましい。この場合、検出電路の電流および電圧を非接触で検出する技術は公知であって、その方式も多種存在しており（例えば、本願出願人が既に提案している特開２０１２−１３７４９６号公報に開示の技術）、これらのうちの任意の１つを利用することが可能である。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、有効電力を算出する処理を実行することなく、検出電路の送電方向を非接触で検出し得る送電方向検出装置を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成すべく請求項１記載の送電方向検出装置は、検出電路に印加されている交流電圧の電圧波形を非接触で検出して出力する電圧検出部と、前記交流電圧の印加状態において前記検出電路に流れる交流電流の電流波形を非接触で検出すると共に、検出した当該電流波形を、当該交流電流が当該検出電路に第１の向きで流れているときの位相に対して当該第１の向きとは逆の第２の向きで流れているときの位相が逆位相となる状態で出力する電流検出部とを備えて、検出した前記電圧波形と前記電流波形とに基づいて前記検出電路における送電方向を検出する送電方向検出装置であって、前記電流検出部は、前記交流電流が前記第１の向きで流れているときには、前記電圧波形の位相を基準としてマイナス９０°以上プラス９０°以下の範囲内の位相差状態で前記電流波形を出力し、前記電圧波形をゼロボルトを基準として二値化して第１二値化信号を出力する第１二値化部と、前記電流波形をゼロアンペアを基準として二値化して第２二値化信号を出力する第２二値化部と、前記第１二値化信号および前記第２二値化信号の論理積についてのデューティ比が０．２５以上のときには前記送電方向は前記第１の向きであると検出し、当該デューティ比が０．２５未満のときには前記送電方向は前記第２の向きであると検出する処理部と、前記処理部で検出された前記送電方向の情報を出力する第１出力部とを備えている。

【0008】

また、請求項２記載の送電方向検出装置は、前記処理部は、前記第１二値化信号の立ち上がり時における前記第２二値化信号の論理に基づいて、当該論理がＬｏｗのときには前記交流電圧の位相に対して前記交流電流の位相が遅れた状態にあり、当該論理がＨｉｇｈのときには前記交流電圧の位相に対して前記交流電流の位相が進んだ状態にあると検出し、前記処理部で検出された前記交流電圧の前記位相に対する前記交流電流の前記位相の前記状態の情報を出力する第２出力部とを備えている。

【発明の効果】

【0009】

請求項１記載の送電方向検出装置によれば、電圧検出部、電流検出部、第１二値化部、第２二値化部、処理部および第１出力部を備えたことにより、検出電路で送電される有効電力を算出する処理を実行することなく、検出電路の送電方向を非接触で検出して、送電方向の情報を第１出力部に出力することができる。したがって、作業者は、第１出力部から出力される情報に基づいて、検出電路の送電方向を確実に認識することができる。

【0010】

請求項２記載の送電方向検出装置によれば、検出した送電方向が第１の向きと一致するように検出電路にクランプすることにより、第２出力部から出力される情報に基づいて、交流電圧の位相に対する交流電流の位相状態（交流電圧の位相に対して交流電流の位相が進んでいるか遅れているか）を非接触で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】送電方向検出装置１の構成を示す構成図である。

【図2】送電方向検出装置１の処理部８および表示部９の構成を説明するための説明図である。

【図3】送電方向検出装置１の使用状態での斜視図である。

【図4】送電方向検出装置１の動作を説明するための波形図である。

【図5】送電方向検出装置１の動作を説明するための他の波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、送電方向検出装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0013】

最初に、送電方向検出装置の一例としての図１に示す送電方向検出装置１の構成について説明する。送電方向検出装置１は、クランプ部２、センサ本体部３、電圧検出部４、電流検出部５、第１二値化部６、第２二値化部７、処理部８および出力部（後述するように本例では一例として表示部）９を備え、検出電路５０における送電方向を検出し得るように構成されている。なお、本例では、図１，２に示すように、検出電路５０は、導体で構成された芯線５０ａ、および芯線５０ａの外周を覆う絶縁被覆５０ｂを備えて構成されているが、検出電路５０は芯線５０ａのみで構成されるものであってもよい。

【0014】

クランプ部２は、合成樹脂材料（電気的絶縁性を有する材料）を用いてＵ字状、または互いの一端部同士が接離可能に他端部同士が連結された一対の弧状（本例では一例として、図１，３に示すようにＵ字状）に形成されたクランプアーム１１を備えて、このクランプアーム１１で検出電路５０をクランプ可能（クランプアーム１１間に検出電路５０を導入可能）に構成されている。

【0015】

クランプアーム１１内には、電圧検出部４の一部を構成する後述の検出電極４ａが配設されていると共に、電流検出部５の一部を構成する後述の磁電変換素子５ａおよび磁気コア５ｂが配設されている。

【0016】

センサ本体部３は、合成樹脂材料を用いて長尺な筒体（例えば、片手で掴むことが可能な太さであって、両端が閉塞された多角筒体や円筒体。本例では一例として、図１〜図３に示すような四角筒体）に形成されて、長さ方向の一方の端部にクランプ部２が配設されている。また、センサ本体部３の内部には、電圧検出部４、電流検出部５、第１二値化部６、第２二値化部７、処理部８および表示部９が配設されている。

【0017】

電圧検出部４は、検出電路５０に印加されている交流電圧Ｖ１の電圧波形を非接触で検出して出力する。一例として、電圧検出部４は、上記した特開２０１２−１３７４９６号公報に開示の電圧検出回路と同等に構成されて、検出電路５０（本例では検出電路５０の芯線５０ａ）と容量結合する検出電極４ａと、検出電路５０および検出電極４ａ間に流れる電流に基づいて検出電路５０（本例では検出電路５０の芯線５０ａ）に印加されている交流電圧Ｖ１と同電圧で、かつ同位相の参照電位信号を生成する電圧検出回路４ｂとを備えている。この場合、検出電極４ａは、クランプアーム１１内に配設されている。また、電圧検出回路４ｂは、参照電位信号と同位相（つまり、交流電圧Ｖ１と同位相）で、かつ後段の構成要素（第１二値化部６）で処理し得る電圧に降圧された電圧信号Ｖｖについても、交流電圧Ｖ１の電圧波形を示す信号（交流信号）として同時に生成して出力する。

【0018】

電流検出部５は、交流電圧Ｖ１の印加状態において検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１（交流電圧Ｖ１と同一周期の交流電流）の電流波形を非接触で検出して出力する。一例として、電流検出部５は、上記した特開２０１２−１３７４９６号公報に開示の電流検出回路と同等に構成されて、クランプアーム１１内に配設された磁電変換素子（例えばホール素子などの磁束を検出して電気信号に変換して出力する素子）５ａと、クランプアーム１１内に配設された磁気コア５ｂと、磁電変換素子５ａから出力される電気信号を増幅して電圧信号Ｖｉとして出力する電流検出回路５ｃとを備えている。

【0019】

この場合、磁気コア５ｂは、クランプ部２でクランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が流れることに起因して検出電路５０の周囲に発生する磁束を効率よく磁電変換素子５ａに誘導する。また、磁電変換素子５ａは、交流電流Ｉ１と同位相の電気信号を出力する。したがって、電流検出回路５ｃは、交流電流Ｉ１と同位相の電圧信号Ｖｉを、交流電流Ｉ１の電流波形を示す信号（交流信号）として出力する。

【0020】

なお、検出電路５０の周囲に発生する磁束の向きは、クランプされている検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の向きが変わったときには反転する。このため、磁電変換素子５ａは、交流電流Ｉ１がクランプされている検出電路５０に第１の向き（図２，３において矢印Ａの向き。本例では一例として後述する矢印マーク３１ａの向き）で流れているときの位相に対して、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第１の向きとは逆の第２の向き（図２，３において矢印Ｂの向き。本例では一例として後述する矢印マーク３１ｂの向き）で流れているときの位相が逆位相となる状態で電気信号を出力する。これにより、電流検出回路５ｃ（すなわち、電流検出部５）は、クランプされている検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の向きが変わったときには位相が反転する電圧信号Ｖｉを出力する。

【0021】

また、検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の交流電圧Ｖ１に対する位相は、検出電路５０が誘導性の負荷に接続されているか、容量性の負荷に接続されているかにより、交流電圧Ｖ１の位相を基準としてマイナス（−）９０°以上プラス（＋）９０°以下の範囲で変化する。本例では一例として、電流検出部５は、クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第１の向きＡで流れているときには、交流電圧Ｖ１についての電圧信号Ｖｖの電圧波形の位相を基準として、マイナス９０°以上プラス９０°以下の範囲内の位相差状態で交流電流Ｉ１についての電圧信号Ｖｉを出力するように構成されている。したがって、クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第２の向きＢで流れているときには、電流検出部５は、電圧信号Ｖｖの電圧波形の位相を基準として、プラス９０°以上プラス２７０°以下の範囲内の位相差状態で交流電流Ｉ１についての電圧信号Ｖｉを出力する。

【0022】

第１二値化部６は、例えばコンパレータで構成されて、交流信号としての電圧信号Ｖｖを入力すると共に、基準電位（グランド電位。ゼロボルト）を基準として電圧信号Ｖｖを二値化信号（デューティ比が０．５で、交流電圧Ｖ１と同一周期の電圧パルス）Ｓ１に変換して出力する。具体的には、第１二値化部６は、電圧信号Ｖｖが基準電位未満のとき（つまり、電圧信号Ｖｖが負電圧のとき）には、後段の処理部８において論理Ｌｏｗと検出される電圧レベル（ゼロボルト）となり、電圧信号Ｖｖが基準電位以上のとき（つまり、電圧信号Ｖｖが正電圧のとき）には、処理部８において論理Ｈｉｇｈと検出される電圧レベル（処理部８の電源電圧に近い電圧レベル）となる二値化信号Ｓ１を処理部８に出力する。

【0023】

第２二値化部７は、例えばコンパレータで構成されて、交流信号としての電圧信号Ｖｉを入力すると共に、基準電位（グランド電位。ゼロボルト）を基準として電圧信号Ｖｉを二値化信号（デューティ比が０．５で、交流電流Ｉ１と同一周期の電圧パルス）Ｓ２に変換して出力する。具体的には、第２二値化部７は、電圧信号Ｖｉが基準電位未満のとき（つまり、電圧信号Ｖｉが負電圧のとき）には、後段の処理部８において論理Ｌｏｗと検出される電圧レベル（ゼロボルト）となり、電圧信号Ｖｉが基準電位以上のとき（つまり、電圧信号Ｖｉが正電圧のとき）には、処理部８において論理Ｈｉｇｈと検出される電圧レベル（処理部８の電源電圧に近い電圧レベル）となる二値化信号Ｓ２を処理部８に出力する。

【0024】

処理部８は、本例では一例として、図２に示すように、２つの二値化信号Ｓ１，Ｓ２を入力すると共に、これらの二値化信号Ｓ１，Ｓ２の論理積を示す論理積信号Ｓ３を出力する論理積回路２１と、論理積信号Ｓ３のデューティ比を検出すると共に、検出したデューティ比に基づいて検出電路５０における送電方向を検出する方向検出回路２２とを備えている。また、処理部８は、２つの二値化信号Ｓ１，Ｓ２を入力すると共に、これらの二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が進んでいるか否かを検出する位相検出回路２３を備えている。

【0025】

具体的には、論理積回路２１は、一例として、２入力の論理積演算素子で構成されて、二値化信号Ｓ１，Ｓ２の論理積を示す論理積信号Ｓ３を例えば正論理（二値化信号Ｓ１，Ｓ２の論理が共にＨｉｇｈのときにのみ論理Ｈｉｇｈとなる論理）で出力する。なお、論理積回路２１は、二値化信号Ｓ１，Ｓ２の論理積を示す論理積信号Ｓ３を負論理で出力してもよいのは勿論である。

【0026】

方向検出回路２２は、具体的には、一例として、交流電圧Ｖ１や交流電流Ｉ１の周波数に対して十分に高い周波数のクロックで作動する２つのカウンタと、各カウンタのカウント値に基づいて論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５以上であるか否かを検出すると共に、デューティ比が０．２５以上のときには第１検出信号Ｓ４を出力し、デューティ比が０．２５未満のときには第２検出信号Ｓ５を出力する演算回路（いずれも図示せず）とを備えている。

【0027】

この場合、例えば、２つのカウンタのうちの一方のカウンタは、論理積信号Ｓ３の入力の開始タイミング（正論理のときには、論理Ｌｏｗから論理Ｈｉｇｈになるタイミング）の直後のクロックに同期してカウント値がリセットされると共に、その次のクロックからカウント動作を開始し、かつこのカウント動作を論理積信号Ｓ３の入力期間中だけ実行する。つまり、この一方のカウンタは、論理積信号Ｓ３のパルス幅を検出する。一方、２つのカウンタのうちの他方のカウンタは、論理積信号Ｓ３の入力の開始タイミング（正論理のときには、論理Ｌｏｗから論理Ｈｉｇｈになるタイミング）の直後のクロックに同期してカウント値がリセットされると共に、その次のクロックからカウント動作を開始し、かつこのカウント動作を、次の新たな論理積信号Ｓ３の入力まで（次に、カウント値がリセットされるまで）実行する。つまり、この他方のカウンタは、論理積信号Ｓ３の周期を検出する。

【0028】

演算回路は、例えば、２つのカウンタ毎に設けられて、各カウンタのカウント値をカウンタのクロックに同期して入力すると共に保持するラッチと、上記の一方のカウンタのカウント値を保持しているラッチの出力を、論理積信号Ｓ３の入力の終了後であって次の新たな論理積信号Ｓ３の入力までの間に入力して２桁シフトすることでカウント値を４倍にするシフトレジスタと、一例として各カウンタのカウント値がリセットされるタイミングに同期してシフトレジスタの出力と他方のカウンタのカウント値とを比較して、シフトレジスタの出力が他方のカウンタのカウント値以上のとき（すなわち、論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５以上のとき）には第１検出信号Ｓ４を出力し、シフトレジスタの出力が他方のカウンタのカウント値未満のとき（すなわち、論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５未満のとき）には第２検出信号Ｓ５を出力するコンパレータとを備えている。

【0029】

位相検出回路２３は、具体的には一例として、電圧信号Ｖｖの二値化信号Ｓ１をクロックとして作動して、電圧信号Ｖｉの二値化信号Ｓ２についての論理状態を保持する１つのＤ−ＦＦで構成されている。この構成により、デューティ比が０．５の二値化信号Ｓ１の位相に対して、この二値化信号Ｓ１と同一周期でデューティ比が０．５の二値化信号Ｓ２の位相が進んでいる位相状態のときには、二値化信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングでの二値化信号Ｓ２は論理がＨｉｇｈの論理状態となる。一方、この二値化信号Ｓ１の位相に対してこの二値化信号Ｓ２の位相が遅れているときには、二値化信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングでの二値化信号Ｓ２は論理がＬｏｗの論理状態となる。したがって、Ｄ−ＦＦで構成されている位相検出回路２３は、二値化信号Ｓ２の位相が進んでいる位相状態のときにはＱ出力端子から論理がＨｉｇｈの第３検出信号Ｓ６を出力し、二値化信号Ｓ２の位相が遅れている位相状態のときにはＱＢ（Ｑバー）出力端子から論理がＨｉｇｈの第４検出信号Ｓ７を出力する。

【0030】

なお、上記した方向検出回路２２および位相検出回路２３の具体例はあくまでも一例であり、他の公知の論理回路を組み合わせて、方向検出回路２２や位相検出回路２３を構成することもできる。また、方向検出回路２２をＣＰＵで構成して、論理積信号Ｓ３のパルス幅および周期の検出と、論理積信号Ｓ３のパルス幅と周期とから算出される論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５以上であるか否かの検出とをソフトウェアで実行して、第１検出信号Ｓ４および第２検出信号Ｓ５を出力するようにしてもよい。また、方向検出回路２２をＣＰＵで構成する場合、論理積回路２１の機能についてもＣＰＵがソフトウェアで実行する構成を採用することもできる。また、位相検出回路２３についてもＣＰＵで構成して、二値化信号Ｓ１の位相に対する二値化信号Ｓ２の位相状態をソフトウェアで実行して、第３検出信号Ｓ６および第４検出信号Ｓ７を出力するようにしてもよい。また、この場合、論理積回路２１、方向検出回路２２および位相検出回路２３の全体をＣＰＵで構成することもできる。

【0031】

出力部９は、本例では一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示部（以下、「表示部９」ともいう）で構成されている。また、表示部９は、図２，３に示すように、一例として、クランプ部２にクランプされている検出電路５０の送電方向を表示するための第１出力部としての第１表示部３１と、二値化信号Ｓ１の位相に対する二値化信号Ｓ２の位相状態（すなわち、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態）を表示するための第２出力部としての第２表示部３２とを備えている。なお、出力部９は、表示部に限定されず、例えば、外部装置への情報（データ）の送信を行う送信部で構成することもできる。この構成を採用したときには、第１出力部としての第１送信部と第２出力部としての第２送信部を備えて送信部を構成して、送電方向を示す情報については第１送信部から、また位相の状態を示す情報については第２送信部から外部装置に出力する。

【0032】

具体的には、第１表示部３１は、一例として、矢印マーク３１ａと、この矢印マーク３１ａと隣接して平行に配置されると共にこの矢印マーク３１ａとは逆の方向を示す矢印マーク３１ｂとを表示可能に構成されている。また、第１表示部３１は、方向検出回路２２から第１検出信号Ｓ４を入力しているときには矢印マーク３１ａを表示状態に移行させ、第２検出信号Ｓ５を入力しているときには矢印マーク３１ｂを表示状態に移行させる。また、第１表示部３１は、図１，２，３に示すように、各矢印マーク３１ａ，３１ｂがセンサ本体部３の１つの側面３ａから露出し、かつクランプ部２にクランプされているときの検出電路５０の長さ方向と平行となるように、センサ本体部３に配設されている。

【0033】

なお、検出電路５０の送電方向を表示するために、互いに逆方向を示す一対の矢印マーク３１ａ，３１ｂを表示可能に第１表示部３１を構成する例について上記したが、これに限定されず、例えば、両端に矢印が形成された１つの矢印マークにおける検出電路５０の送電方向に対応する側の矢印部位を選択的に点灯させるように第１表示部３１を構成することもできるなど、種々の構成を採用することができる。

【0034】

第２表示部３２は、一例として、二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が進んでいる位相状態（すなわち、交流電圧Ｖ１の位相に対して交流電流Ｉ１の位相が進んでいる位相状態）を表示するためのマーク３２ａ（本例では一例として、この位相状態を示す文字「ＬＥＡＤ」のマーク）と、二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が遅れている位相状態（すなわち、交流電圧Ｖ１の位相に対して交流電流Ｉ１の位相が遅れている位相状態）を表示するためのマーク３２ｂ（本例では一例として、この位相状態を示す文字「ＬＡＧ」のマーク）とを表示可能に構成されている。また、第２表示部３２は、方向検出回路２２から第３検出信号Ｓ６を入力しているときにはマーク３２ａを表示状態に移行させ、第４検出信号Ｓ７を入力しているときにはマーク３２ｂを表示状態に移行させる。また、第２表示部３２は、図１，２，３に示すように、各マーク３２ａ，３２ｂがセンサ本体部３の１つの側面３ａから露出するように、センサ本体部３に配設されている。

【0035】

なお、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態を表示するために、各位相状態に対応する２つの文字を表示するマーク３２ａ，３２ｂを表示可能に第２表示部３２を構成する例について上記したが、これに限定されず、例えば、各位相状態に対応する２つの異なる色を表示するマークを表示可能に第２表示部３２を構成することもできるなど、種々の構成を採用することができる。

【0036】

次に、送電方向検出装置１の動作について説明する。以下では、検出電路５０が図２，３に示すようにクランプ部２にクランプされている状態において、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第１の向きＡで流れているときと、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第２の向きＢで流れているときの動作に分けて説明する。

【0037】

最初に、クランプされている検出電路５０の送電方向（検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の向き）を検出する動作について説明する。

【0038】

まず、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第１の向きＡで流れているときの送電方向検出装置１の動作について説明する。

【0039】

送電方向検出装置１では、図４に示すように、電圧検出部４が、検出電路５０に印加されている交流電圧Ｖ１を検出して、交流電圧Ｖ１と同位相で、かつ同極性の電圧信号Ｖｖを出力する。また、電流検出部５が、検出電路５０に流れている交流電流Ｉ１を検出して、電圧信号Ｖｉを出力する。また、第１二値化部６が電圧信号Ｖｖを二値化信号Ｓ１に変換して出力し、第２二値化部７が電圧信号Ｖｉを二値化信号Ｓ２に変換して出力する。

【0040】

この場合、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第１の向きＡで流れているため、電流検出部５は、図４に示すように、電圧信号Ｖｖの０°の位相を基準として、同図において破線で示すように位相が最大で９０°進む（位相差がプラス９０°となる）位相状態と、同図において一点鎖線で示すように位相が最大で９０°遅れる（位相差がマイナス９０°となる）位相状態との間のいずれかの位相状態（同図において実線で示すように位相差が０°となる位相状態を含む）にある電圧信号Ｖｉを出力する。

【0041】

このため、第２二値化部７も、図４に示すように、第１二値化部６から出力される二値化信号Ｓ１の位相を基準として、位相が最大で９０°進む（位相差がプラス９０°となる）位相状態と、位相が最大で９０°遅れる（位相差がマイナス９０°となる）位相状態との間のいずれかの位相状態（位相差が０°となる位相状態を含む）にある二値化信号Ｓ２を出力する。

【0042】

処理部８では、論理積回路２１が、各二値化信号Ｓ１，Ｓ２を入力して、これらの論理積を示す論理積信号Ｓ３を出力する。クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第１の向きＡで流れている場合には、二値化信号Ｓ１に対して二値化信号Ｓ２が上記した位相状態（二値化信号Ｓ１の位相に対して、マイナス９０°以上プラス９０°以下の範囲内の位相差）で出力される。このため、図４に示すように、論理積信号Ｓ３のデューティ比は、二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が０°（位相差が０°）となるときが最大となり（０．５）となり、位相がマイナス側やプラス側にずれるに従い小さくなって、位相差がマイナス９０°のときおよび位相差がプラス９０°のときに最小（０．２５）となる。すなわち、クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第１の向きＡで流れている場合には、論理積信号Ｓ３のデューティ比は、０．２５以上０．５以下になる。

【0043】

処理部８では、次いで、方向検出回路２２が、この論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５以上であるか否かを検出して、０．２５以上であるため、図４に示すように、第１検出信号Ｓ４を出力し、第２検出信号Ｓ５については出力を停止する。

【0044】

これにより、表示部９では、第１表示部３１が、第１検出信号Ｓ４を入力して、第１の方向Ａと同方向を示す矢印マーク３１ａを点灯状態に移行させ、一方、第２検出信号Ｓ５を入力していないため、矢印マーク３１ｂを消灯状態に移行させる。

【0045】

次に、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第２の向きＢで流れているときの送電方向検出装置１の動作について説明する。

【0046】

送電方向検出装置１では、図５に示すように、電圧検出部４が、検出電路５０に印加されている交流電圧Ｖ１を検出して、交流電圧Ｖ１と同位相で、かつ同極性の電圧信号Ｖｖを出力する。また、電流検出部５が、検出電路５０に流れている交流電流Ｉ１を検出して、電圧信号Ｖｉを出力する。また、第１二値化部６が電圧信号Ｖｖを二値化信号Ｓ１に変換して出力し、第２二値化部７が電圧信号Ｖｉを二値化信号Ｓ２に変換して出力する。

【0047】

この場合、交流電流Ｉ１が検出電路５０に第２の向きＢで流れているため、電流検出部５は、図５に示すように、電圧信号Ｖｖの＋１８０°の位相を基準として、同図において破線で示すように位相が最大で９０°進む（電圧信号Ｖｖとの位相差がマイナス９０°となる）位相状態と、同図において一点鎖線で示すように位相が最大で９０°遅れる（電圧信号Ｖｖとの位相差がマイナス２７０°となる）位相状態との間のいずれかの位相状態（同図において実線で示すように電圧信号Ｖｖとの位相差がマイナス１８０°となる位相状態を含む）にある電圧信号Ｖｉを出力する。

【0048】

このため、第２二値化部７も、図５に示すように、第１二値化部６から出力される二値化信号Ｓ１の位相を基準として、二値化信号Ｓ１との位相差がマイナス９０°となる位相状態と、二値化信号Ｓ１との位相差がマイナス２７０°となる位相状態との間のいずれかの位相状態（二値化信号Ｓ１との位相差がマイナス１８０°となる位相状態を含む）にある二値化信号Ｓ２を出力する。

【0049】

処理部８では、論理積回路２１が、各二値化信号Ｓ１，Ｓ２を入力して、これらの論理積を示す論理積信号Ｓ３を出力する。クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第２の向きＢで流れている場合には、二値化信号Ｓ１に対して二値化信号Ｓ２が上記した位相状態（二値化信号Ｓ１の位相に対して、位相差がマイナス９０°からマイナス２７０°までの範囲内の位相差）で出力される。このため、図５に示すように、論理積信号Ｓ３のデューティ比は、二値化信号Ｓ１の位相に対する二値化信号Ｓ２の位相差がマイナス１８０°となるときが最小となり（０）となり、この位相状態から位相がプラス側やマイナス側にずれるに従い大きくなって、位相差がマイナス９０°のときおよび位相差がマイナス２７０°のときに最大（０．２５）となる。すなわち、クランプされている検出電路５０に交流電流Ｉ１が第２の向きＢで流れている場合には、論理積信号Ｓ３のデューティ比は、０．２５未満になる。

【0050】

処理部８では、次いで方向検出回路２２が、この論理積信号Ｓ３のデューティ比が０．２５以上であるか否かを検出して、０．２５未満であるため、図５に示すように、第１検出信号Ｓ４については出力を停止し、第２検出信号Ｓ５を出力する。

【0051】

これにより、表示部９では、第１表示部３１が、第２検出信号Ｓ５を入力して、第２の方向Ｂと同方向を示す矢印マーク３１ｂを点灯状態に移行させ、一方、第１検出信号Ｓ４を入力していないため、矢印マーク３１ａを消灯状態に移行させる。

【0052】

このように、この送電方向検出装置１では、第１表示部３１の２つの矢印マーク３１ａ，３１ｂのうちのクランプした検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の方向と同じ方向の矢印マークのみが点灯するため、矢印マーク３１ａ，３１ｂの点灯状態に基づいて、クランプしている検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の方向（送電方向（電力の潮流方向））を検出することが可能になっている。

【0053】

続いて、検出電路５０に印加されている交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態、すなわち、交流電圧Ｖ１の０°の位相を基準として、交流電流Ｉ１の位相が進んでいる位相状態（位相差が０°からプラス９０°までのいずれかになる位相状態）であるか、交流電流Ｉ１の位相が遅れている位相状態（位相差が０°からマイナス９０°までのいずれかになる位相状態）であるかを検出する動作について説明する。

【0054】

この場合、図４に示すように交流電圧Ｖ１の０°の位相を基準として交流電流Ｉ１の位相が、最大で９０°進む（位相差がプラス９０°となる）位相状態と、最大で９０°遅れる（位相差がマイナス９０°となる）位相状態との間のいずれかの位相状態となるように、つまり、上記したように交流電流Ｉ１が第１の向きＡで流れるように（つまり、矢印マーク３１ａが点灯するように）、送電方向検出装置１で検出電路５０をクランプする必要がある。

【0055】

したがって、送電方向検出装置１でクランプして検出した検出電路５０に流れる交流電流Ｉ１の方向が第１の向きＡ（つまり、矢印マーク３１ａが点灯する向き）のときには、そのクランプ状態のままでよいが、検出した交流電流Ｉ１の方向が第２の向きＢ（つまり、矢印マーク３１ｂが点灯する向き）のときには、交流電流Ｉ１の方向と矢印マーク３１ａとが一致するように、送電方向検出装置１を検出電路５０にクランプし直す。

【0056】

このように、クランプしている検出電路５０に第１の向きＡで交流電流Ｉ１が流れている状態（つまり、矢印マーク３１ａが点灯している状態）のときには、送電方向検出装置１では、位相検出回路２３が、二値化信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングでの二値化信号Ｓ２の論理状態に基づき、第３検出信号Ｓ６および第４検出信号Ｓ７のいずれか一方を出力する。

【0057】

具体的には、位相検出回路２３は、二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が進んでいるとき（位相差が０°を超えプラス９０°以下のとき）には、図４に示すように、二値化信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングでの二値化信号Ｓ２の論理状態がＨｉｇｈとなる。このため、位相検出回路２３は、第３検出信号Ｓ６を出力し、第４検出信号Ｓ７の出力を停止する。これにより、表示部９では、第２表示部３２が、第３検出信号Ｓ６を入力して、マーク３２ａ（文字「ＬＥＡＤ」のマーク）を点灯状態に移行させ、マーク３２ｂ（文字「ＬＡＧ」のマーク）を消灯状態に移行させる。

【0058】

一方、位相検出回路２３は、二値化信号Ｓ１の位相に対して二値化信号Ｓ２の位相が遅れているとき（位相差が０°未満でマイナス９０°以上のとき）には、図４に示すように、二値化信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングでの二値化信号Ｓ２の論理状態がＬｏｗとなる。このため、位相検出回路２３は、第４検出信号Ｓ７を出力し、第３検出信号Ｓ６の出力を停止する。これにより、表示部９では、第２表示部３２が、第４検出信号Ｓ７を入力して、マーク３２ｂ（文字「ＬＡＧ」のマーク）を点灯状態に移行させ、マーク３２ａ（文字「ＬＥＡＤ」のマーク）を消灯状態に移行させる。

【0059】

以上のように、この送電方向検出装置１では、クランプしている検出電路５０における交流電流Ｉ１の方向が第１の向きＡのときには、二値化信号Ｓ１の位相に対する二値化信号Ｓ２の位相状態、つまり、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態（交流電圧Ｖ１の位相に対して、交流電流Ｉ１の位相が進んでいるか遅れているか）を正確に検出することも可能になっている。

【0060】

このように、この送電方向検出装置１によれば、上記のように、電圧検出部４、電流検出部５、各二値化部６，７、処理部８および表示部９を備えたことにより、検出電路５０で送電される有効電力を算出する処理を実行することなく、検出電路５０の送電方向を非接触で検出して、表示部９に表示することができる。したがって、作業者は、表示部９の表示内容（本例では、矢印マーク３１ａ，３１ｂの点灯状態）に基づいて、検出電路５０の送電方向を確実に認識することができる。

【0061】

また、この送電方向検出装置１によれば、検出した送電方向と矢印マーク３１ａとが一致するように送電方向検出装置１を検出電路５０にクランプすることにより、この状態での第２表示部３２の各マーク３２ａ，３２ｂの点灯状態に基づいて、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態（交流電圧Ｖ１の位相に対して交流電流Ｉ１の位相が進んでいるか遅れているか）を非接触で検出することができる。

【0062】

なお、上記の送電方向検出装置１では、位相検出回路２３および第２表示部３２を備えて、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態を非接触で検出し得る構成としているが、検出電路５０の送電方向を検出する機能だけでよいときには、位相検出回路２３および第２表示部３２を省いて、交流電圧Ｖ１の位相に対する交流電流Ｉ１の位相状態を検出する機能を省略することもできる。

【符号の説明】

【0063】

１ 送電方向検出装置
４ 電圧検出部
５ 電流検出部
６ 第１二値化部
７ 第２二値化部
８ 処理部
９ 表示部
３１ 第１表示部
３２ 第２表示部
５０ 検出電路５０
Ｉ１ 交流電流
Ｓ１，Ｓ２ 二値化信号
Ｖ１ 交流電圧
Ｖｉ，Ｖｖ 電圧信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】