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JP5455776B2 - Current measuring device - Google Patents

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JP5455776B2
JP5455776B2 JP2010110127A JP2010110127A JP5455776B2 JP 5455776 B2 JP5455776 B2 JP 5455776B2 JP 2010110127 A JP2010110127 A JP 2010110127A JP 2010110127 A JP2010110127 A JP 2010110127A JP 5455776 B2 JP5455776 B2 JP 5455776B2
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Description

本発明は、例えばGIS(ガス絶縁開閉装置)等に取り付け、その中心導体に流れる電流を測定する電流測定装置に関する。   The present invention relates to a current measuring device that is attached to, for example, a GIS (gas insulated switchgear) or the like and measures a current flowing through a central conductor thereof.

ロゴスキーコイルを用いた従来の電流測定装置は、例えば下記特許文献1に示されるように、ロゴスキーコイルの出力から高調波を除去するノイズフィルタと、ノイズフィルタの出力を適正な電圧値に変換する入力調整部と、入力調整部からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部と、A/D変換部からのデジタル信号を取り込み、その後の電流検出処理に必要な処理を行うCPUとを備え、CPUの処理結果を制御装置に伝送することにより導体に流れる電流値を測定している。   A conventional current measuring device using a Rogowski coil, for example, as shown in Patent Document 1 below, converts a noise filter that removes harmonics from the output of the Rogowski coil and converts the output of the noise filter into an appropriate voltage value. Input adjustment unit, A / D conversion unit that converts an analog signal from the input adjustment unit into a digital signal, and a CPU that takes in the digital signal from the A / D conversion unit and performs processing necessary for subsequent current detection processing The current value flowing through the conductor is measured by transmitting the processing result of the CPU to the control device.

特開2001−141755号公報JP 2001-141755 A

しかしながら、特許文献1に示された技術では、アナログ信号を扱うノイズフィルタや入力調整部は、それらを構成する部品が規格値に対して個別のばらつきを有しているため、装置毎に出力の誤差を生じる。また、ノイズフィルタや入力調整部を構成する部品が規格値に対して温度特性を有しているため、環境温度によりノイズフィルタや入力調整部の出力の振幅や位相が変動し、結果として電流測定装置の出力の誤差が振幅、位相ともに大きくなる、という問題があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the noise filter and the input adjustment unit that handle analog signals have individual variations with respect to the standard value, so that the output of each device is different. An error is generated. In addition, since the noise filter and the components that make up the input adjustment unit have temperature characteristics with respect to the standard value, the amplitude and phase of the output of the noise filter and input adjustment unit vary depending on the environmental temperature, resulting in current measurement. There was a problem that the error of the output of the apparatus was large in both amplitude and phase.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズフィルタや入力調整部を構成する部品のばらつきや温度特性による誤差を抑制し、安定した出力を得ることができる電流測定装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and obtains a current measuring apparatus capable of obtaining a stable output by suppressing errors due to variations in components constituting a noise filter and an input adjustment unit and temperature characteristics. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、導体に流れる電流を検出する電流測定装置であって、入力信号の高調波ノイズを除去するノイズフィルタと、前記ノイズフィルタの出力を適正な出力振幅値に変換する入力調整部と、前記入力調整部の出力をデジタルデータに変換するA/D変換部と、自装置が設置される環境温度を検出する温度センサと、前記ノイズフィルタおよび前記入力調整部における振幅変動の温度特性および位相変動の温度特性を保持し、前記環境温度の変化に対応して、前記デジタルデータの振幅補正処理を行うとともに、前記入力信号に対して一定の位相遅延となるタイミングで処理結果を出力する演算処理部と、を備え、自装置の試験時において、前記入力信号として前記ノイズフィルタに入力される正弦波信号、および、該正弦波信号に同期した同期パルスを出力する模擬信号源に接続され、前記演算処理部は、前記A/D変換部の出力に基づいて前記振幅変動の温度特性を生成するとともに、前記入力調整部の出力に同期したゼロクロスパルス信号と前記同期パルスとの位相差に基づいて前記位相変動の温度特性を生成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a current measuring device for detecting a current flowing in a conductor, comprising: a noise filter for removing harmonic noise of an input signal; and an output of the noise filter. An input adjustment unit that converts the output adjustment value to an appropriate output amplitude value, an A / D conversion unit that converts the output of the input adjustment unit into digital data, a temperature sensor that detects an environmental temperature in which the device is installed, and the noise filter In addition, the temperature characteristics of the amplitude fluctuation and the phase fluctuation in the input adjustment unit are held, and the digital data is subjected to amplitude correction processing corresponding to the change in the environmental temperature, and the input signal is constant. comprising an arithmetic processing unit for outputting the processing result at the timing of the phase delay, and at the time of testing of the apparatus, is input to the noise filter as said input signal Connected to a simulation signal source that outputs a sine wave signal and a synchronization pulse synchronized with the sine wave signal, and the arithmetic processing unit generates the temperature characteristic of the amplitude fluctuation based on the output of the A / D conversion unit while, it characterized that you generate temperature characteristics of the phase fluctuation based on the phase difference between the synchronized zero-cross pulse signal and the sync pulses on the output of the input adjustment unit.

本発明の電流測定装置によれば、ノイズフィルタや入力調整部を構成する部品のばらつきや温度特性による誤差を抑制し、安定した出力を得ることができる、という効果を奏する。   According to the current measuring device of the present invention, there is an effect that a stable output can be obtained by suppressing errors due to variations in components constituting the noise filter and the input adjusting unit and temperature characteristics.

図1は、実施の形態にかかる電流測定装置の一構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a current measuring apparatus according to an embodiment. 図2は、環境温度毎の振幅変動の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of amplitude fluctuation for each environmental temperature. 図3は、振幅変動の温度特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of temperature characteristics of amplitude fluctuation. 図4は、位相遅延量と各部パルスのタイミングを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the phase delay amount and the timing of each pulse. 図5は、環境温度毎の位相変動の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a phase variation for each environmental temperature. 図6は、位相変動の温度特性の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temperature characteristic of phase variation. 図7は、実施の形態にかかる電流測定装置の実際の運用時における接続例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a connection example in actual operation of the current measuring device according to the embodiment.

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる電流測定装置を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a current measuring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態.
図1は、実施の形態にかかる電流測定装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、実施の形態にかかる電流測定装置1は、ノイズフィルタ14と、信号処理部17とを備えている。信号処理部17の出力は、制御装置22に送出され、実際の運用時においてGIS(図示せず)を含む設備の運転、監視等の操作に供される。なお、ノイズフィルタ14は、実際の運用時にはロゴスキーコイル(図示せず)が接続され、ロゴスキーコイルの出力信号から高調波を除去するが、電流測定装置1の試験を行う際には、図1に示すように、ロゴスキーコイルに代えて模擬信号源36が接続される。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a current measuring apparatus according to an embodiment. As illustrated in FIG. 1, the current measurement device 1 according to the embodiment includes a noise filter 14 and a signal processing unit 17. The output of the signal processing unit 17 is sent to the control device 22 and used for operations such as operation and monitoring of equipment including a GIS (not shown) during actual operation. The noise filter 14 is connected to a Rogowski coil (not shown) during actual operation and removes harmonics from the output signal of the Rogowski coil. However, when the current measuring device 1 is tested, the noise filter 14 As shown in FIG. 1, a simulated signal source 36 is connected instead of the Rogowski coil.

実施の形態にかかる電流測定装置1を、例えばGISのような電力機器に適用する場合、ノイズフィルタ14に入力されるロゴスキーコイルの出力信号の定格周波数成分は、商用電源周波数である50Hzあるいは60Hzとなる。したがって、電流測定装置1の試験を行う際には、模擬信号源36は、実際の運用時と同様に、50Hzあるいは60Hzの所定の正弦波信号37を出力する。なお、模擬信号源36は、一般的な信号発生器であり、正弦波信号37を出力するとともに、正弦波信号37に同期した同期パルス38を出力する。この同期パルス38は、正弦波信号37のレベルが正の値である場合にはHighレベルとなり、正弦波信号37のレベルが負の値である場合にはLowレベルとなるデジタル信号である。   When the current measuring device 1 according to the embodiment is applied to a power device such as GIS, for example, the rated frequency component of the output signal of the Rogowski coil input to the noise filter 14 is 50 Hz or 60 Hz which is a commercial power frequency. It becomes. Therefore, when the test of the current measuring device 1 is performed, the simulation signal source 36 outputs a predetermined sine wave signal 37 of 50 Hz or 60 Hz, as in actual operation. The simulated signal source 36 is a general signal generator that outputs a sine wave signal 37 and outputs a synchronization pulse 38 synchronized with the sine wave signal 37. The synchronization pulse 38 is a digital signal that is at a high level when the level of the sine wave signal 37 is a positive value and that is at a low level when the level of the sine wave signal 37 is a negative value.

信号処理部17は、その内部構成として、ノイズフィルタ14の出力を適正な出力振幅値に変換する入力調整部18と、入力調整部18からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部19と、A/D変換部19からのデジタル信号を取り込み、電流検出のための処理を行う演算処理部(以下「CPU」と表記)20と、ノイズフィルタ14および信号処理部17が設置される環境の温度を検出する温度センサ31と、入力調整部18からのアナログ信号と基準電位(ここでは、回路グラウンド電位)とを比較し、入力調整部18からのアナログ信号に同期したゼロクロスパルス信号34を出力する比較器32と、比較器32からのゼロクロスパルス信号34と模擬信号源36からの同期パルス38との排他的論理和を演算し、同期パルス38に対するゼロクロスパルス信号34の位相差信号35を生成する位相差信号生成部33と、を備えている。   The signal processing unit 17 includes, as its internal configuration, an input adjustment unit 18 that converts the output of the noise filter 14 into an appropriate output amplitude value, and an A / D conversion unit that converts an analog signal from the input adjustment unit 18 into a digital signal. 19, an arithmetic processing unit (hereinafter referred to as “CPU”) 20 that takes in a digital signal from the A / D conversion unit 19 and performs processing for current detection, a noise filter 14, and a signal processing unit 17 are installed. The temperature sensor 31 for detecting the temperature of the environment, the analog signal from the input adjustment unit 18 and a reference potential (here, circuit ground potential) are compared, and the zero cross pulse signal 34 synchronized with the analog signal from the input adjustment unit 18. Of the zero cross pulse signal 34 from the comparator 32 and the synchronizing pulse 38 from the simulation signal source 36 is calculated. A phase difference signal generator 33 for generating a phase difference signal 35 of the zero-cross pulse signal 34 for the pulse 38, a.

CPU20は、ノイズフィルタ14および入力調整部18における振幅変動および位相変動の温度特性を保持するメモリ20aを備えている。なお、メモリ20aは、CPU20の外部に設け、CPU20から書き込みおよび読み出し可能に接続されていてもよい。   The CPU 20 includes a memory 20 a that holds temperature characteristics of amplitude fluctuation and phase fluctuation in the noise filter 14 and the input adjustment unit 18. The memory 20a may be provided outside the CPU 20 and connected to the CPU 20 so that writing and reading can be performed.

つぎに、実施の形態にかかる電流測定装置1のノイズフィルタ14および入力調整部18における振幅変動および位相変動の温度特性について説明する。ノイズフィルタ14および入力調整部18は、一般的にはローパスフィルタとして作用する。このため、ノイズフィルタ14および入力調整部18を構成する部品の規格値により、理論的な出力振幅値の減少や位相遅延が生じる。このノイズフィルタ14および入力調整部18を構成する部品の規格値に基づく理論的な出力振幅値を、以下「出力振幅理論値」といい、ノイズフィルタ14および入力調整部18を構成する部品の規格値に基づく理論的な位相遅延量を、以下「位相遅延量理論値」という。   Next, temperature characteristics of amplitude variation and phase variation in the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 of the current measuring device 1 according to the embodiment will be described. The noise filter 14 and the input adjustment unit 18 generally function as a low-pass filter. For this reason, theoretical reduction of the output amplitude value and phase delay occur depending on the standard values of the components constituting the noise filter 14 and the input adjustment unit 18. The theoretical output amplitude value based on the standard values of the components constituting the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 is hereinafter referred to as “output amplitude theoretical value”, and the standards of the components constituting the noise filter 14 and the input adjustment unit 18. The theoretical phase delay amount based on the value is hereinafter referred to as “phase delay amount theoretical value”.

しかしながら、ノイズフィルタ14および入力調整部18を構成する部品は、規格値に対して個別のばらつきを有しているため、実際には出力振幅理論値や位相遅延量理論値に対して、装置毎に出力振幅値や位相遅延量の誤差を生じる。   However, since the components constituting the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 have individual variations with respect to the standard values, the actual values for the output amplitude theoretical value and the phase delay amount theoretical value are different for each device. Cause an error in output amplitude value and phase delay amount.

また、これらのノイズフィルタ14および入力調整部18を構成する部品は、規格値に対して温度特性を有しているため、装置毎の出力振幅値や位相遅延量の誤差が環境温度により変動する。   Further, since the components constituting the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 have temperature characteristics with respect to the standard value, the error of the output amplitude value and the phase delay amount for each apparatus varies depending on the environmental temperature. .

したがって、実施の形態にかかる電流測定装置1では、電流測定装置1の試験時において、装置毎に振幅変動および位相変動の温度特性を生成してメモリ20aに記憶しておき、実際の運用時において、A/D変換後のデジタル信号に対して、これら振幅変動および位相変動の温度特性を適用して出力することにより、装置毎の部品のばらつきや温度特性による出力振幅値および位相遅延量の誤差を抑制し、安定した出力を得る。   Therefore, in the current measuring device 1 according to the embodiment, when the current measuring device 1 is tested, the temperature characteristics of the amplitude variation and the phase variation are generated for each device and stored in the memory 20a. By applying the temperature characteristics of these amplitude fluctuations and phase fluctuations to the digital signal after A / D conversion and outputting it, errors in output amplitude values and phase delay amounts due to component variations and temperature characteristics of each device To obtain a stable output.

つぎに、実施の形態にかかる電流測定装置1の振幅変動および位相変動の温度特性の生成について、図1〜図6の各図を参照して説明する。図2は、環境温度毎の振幅変動の一例を示す図であり、図3は、振幅変動の温度特性の一例を示す図である。また、図4は、位相遅延量と各部パルスのタイミングを示す図である。図4において、横軸は時間を示し、縦軸は各信号のレベルを示しているが、図4(a)では、正弦波信号37に対する入力調整部18の出力信号の相対的な位相遅延量を簡単に示すため、両信号のレベルを等しく示している。また、図5は、環境温度毎の位相変動の一例を示す図であり、図6は、位相変動の温度特性の一例を示す図である。なお、メモリ20aには、模擬信号源36から所定の正弦波信号37が入力された場合における出力振幅理論値および位相遅延量理論値が予め格納されている。   Next, generation of temperature characteristics of amplitude fluctuation and phase fluctuation of the current measuring apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an amplitude variation for each environmental temperature, and FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a temperature characteristic of the amplitude variation. FIG. 4 is a diagram showing the amount of phase delay and the timing of each pulse. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates the level of each signal. In FIG. 4A, the relative phase delay amount of the output signal of the input adjustment unit 18 with respect to the sine wave signal 37. For the sake of simplicity, the levels of both signals are shown equally. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a phase variation for each environmental temperature, and FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temperature characteristic of the phase variation. The memory 20a stores in advance an output amplitude theoretical value and a phase delay amount theoretical value when a predetermined sine wave signal 37 is input from the simulation signal source 36.

実施の形態にかかる電流測定装置1の振幅変動および位相変動の温度特性は、上述したように、電流測定装置1の試験時において生成される。実施の形態にかかる電流測定装置1の試験時には、図1に示すように、ロゴスキーコイル(図示せず)に代えて、模擬信号源36が接続される。模擬信号源36から入力された所定の正弦波信号37は、ノイズフィルタ14および入力調整部18を介してA/D変換部19に入力され、デジタルデータに変換される。一方、入力調整部18の出力信号は、同時に比較器32にも入力される。ここで、入力調整部18の出力信号は、装置毎の部品のばらつきや温度特性による出力振幅値および位相遅延量の誤差を含んでいる。   As described above, the temperature characteristics of the amplitude fluctuation and the phase fluctuation of the current measuring device 1 according to the embodiment are generated when the current measuring device 1 is tested. When testing the current measuring apparatus 1 according to the embodiment, as shown in FIG. 1, a simulated signal source 36 is connected instead of a Rogowski coil (not shown). A predetermined sine wave signal 37 input from the simulation signal source 36 is input to the A / D conversion unit 19 via the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 and converted into digital data. On the other hand, the output signal of the input adjustment unit 18 is also input to the comparator 32 at the same time. Here, the output signal of the input adjustment unit 18 includes errors in the output amplitude value and the phase delay amount due to variations in components for each apparatus and temperature characteristics.

CPU20は、異なる環境温度(ここでは、T1,T2,T3)における各デジタルデータから各環境温度毎の出力振幅値を検出し、メモリ20aに格納された出力振幅理論値と、各環境温度における各出力振幅値とから、出力振幅理論値に対する各環境温度毎の各出力振幅値の比率(以下、「出力振幅比率」と表記)を求め、各環境温度間の出力振幅比率を線形補間して、図3に示す振幅変動の温度特性を生成し、メモリ20aに記憶する。なお、各環境温度間の出力振幅比率は、例えば最小二乗法を用いて演算することも可能である。また、図2および図3では、3つの環境温度での出力振幅値を求めているが、さらに多くの環境温度での出力振幅値を検出して出力振幅比率を求めることにより、振幅変動の温度特性の精度を高めることができる。   The CPU 20 detects the output amplitude value for each environmental temperature from each digital data at different environmental temperatures (here, T1, T2, T3), and the output amplitude theoretical value stored in the memory 20a and each of the environmental temperatures. From the output amplitude value, calculate the ratio of each output amplitude value for each environmental temperature to the theoretical output amplitude value (hereinafter referred to as “output amplitude ratio”), and linearly interpolate the output amplitude ratio between each environmental temperature, A temperature characteristic of the amplitude variation shown in FIG. 3 is generated and stored in the memory 20a. The output amplitude ratio between the environmental temperatures can be calculated using, for example, the least square method. 2 and 3, the output amplitude values at three environmental temperatures are obtained. However, by detecting the output amplitude values at more environmental temperatures and obtaining the output amplitude ratio, the temperature of the amplitude fluctuation is obtained. The accuracy of characteristics can be increased.

一方、比較器32は、入力調整部18からの信号と基準電位(ここでは、回路グラウンド電位)とを比較し、入力調整部18からの信号が基準電位より大きい場合にはHighレベルとなり、入力調整部18からの信号が基準電位より小さい場合にはLowレベルとなるゼロクロスパルス信号34を出力する。つまり、このゼロクロスパルス信号34は、入力調整部18からの信号に同期したデジタル信号である。   On the other hand, the comparator 32 compares the signal from the input adjustment unit 18 with a reference potential (here, circuit ground potential). When the signal from the input adjustment unit 18 is larger than the reference potential, the comparator 32 becomes a high level, and the input When the signal from the adjustment unit 18 is smaller than the reference potential, a zero cross pulse signal 34 that is at a low level is output. That is, the zero cross pulse signal 34 is a digital signal synchronized with the signal from the input adjustment unit 18.

位相差信号生成部33は、模擬信号源36から入力される同期パルス38と比較器32から入力されるゼロクロスパルス信号34との排他的論理和を演算し、位相差信号35を生成する。この位相差信号35のHighレベルパルス幅に相当する位相差が、ノイズフィルタ14および入力調整部18における位相遅延量となる。   The phase difference signal generation unit 33 calculates an exclusive OR of the synchronization pulse 38 input from the simulation signal source 36 and the zero cross pulse signal 34 input from the comparator 32 to generate the phase difference signal 35. The phase difference corresponding to the High level pulse width of the phase difference signal 35 becomes the phase delay amount in the noise filter 14 and the input adjustment unit 18.

CPU20は、異なる環境温度(ここでは、T1,T2,T3)における位相差信号35のHighレベルパルス幅から各環境温度毎の位相遅延量を検出し、メモリ20aに格納された位相遅延量理論値と、各環境温度における各位相遅延量とから、位相遅延量理論値に対する各環境温度毎の各位相遅延量の比率(以下、「位相遅延比率」と表記)を求め、各環境温度間の位相遅延比率を線形補間して、図6に示す位相変動の温度特性を生成し、メモリ20aに記憶する。なお、各環境温度間の位相遅延比率は、例えば最小二乗法を用いて演算することも可能である。また、図5および図6では、3つの環境温度での位相遅延量を求めているが、さらに多くの環境温度での位相遅延量を検出して位相遅延比率を求めることにより、位相変動の温度特性の精度を高めることができる。   The CPU 20 detects the phase delay amount for each environmental temperature from the high level pulse width of the phase difference signal 35 at different environmental temperatures (here, T1, T2, T3), and the theoretical value of the phase delay amount stored in the memory 20a. And the ratio of each phase delay amount for each environmental temperature to the theoretical phase delay amount (hereinafter referred to as “phase delay ratio”) from each phase delay amount at each environmental temperature, and the phase between each environmental temperature The delay ratio is linearly interpolated to generate the temperature characteristic of the phase fluctuation shown in FIG. 6 and store it in the memory 20a. The phase delay ratio between the environmental temperatures can be calculated using, for example, the least square method. 5 and 6, the phase delay amount at three environmental temperatures is obtained. However, by detecting the phase delay amount at more environmental temperatures and obtaining the phase delay ratio, the phase fluctuation temperature can be obtained. The accuracy of characteristics can be increased.

つぎに、実施の形態にかかる電流測定装置1の実際の運用時における動作について、図1、図3、図6、および図7を参照して説明する。図7は、実施の形態にかかる電流測定装置の実際の運用時における接続例を示す図である。図7に示すように、実施の形態にかかる電流測定装置1の実際の運用時には、図1に示す模擬信号源36に代えて、導体2に流れる電流を検出するロゴスキーコイル3が接続される。なお、メモリ20aには、電流測定装置1の試験時に生成された振幅変動および位相変動の温度特性が格納されている。   Next, the operation at the time of actual operation of the current measuring apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 3, FIG. 6, and FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a connection example in actual operation of the current measuring device according to the embodiment. As shown in FIG. 7, in the actual operation of the current measuring apparatus 1 according to the embodiment, the Rogowski coil 3 for detecting the current flowing in the conductor 2 is connected instead of the simulated signal source 36 shown in FIG. . The memory 20a stores temperature characteristics of amplitude fluctuations and phase fluctuations generated when the current measuring apparatus 1 is tested.

ロゴスキーコイル3からの入力信号は、ノイズフィルタ14および入力調整部18を介してA/D変換部19に入力され、デジタルデータに変換される。   An input signal from the Rogowski coil 3 is input to the A / D conversion unit 19 via the noise filter 14 and the input adjustment unit 18 and converted into digital data.

CPU20は、温度センサ31により検出された環境温度tに対応する出力振幅比率aを、メモリ20aに記憶した振幅変動の温度特性から読み出し(図3)、A/D変換部19から入力されたデジタルデータを、読み出した出力振幅比率aで除算することにより振幅補正処理を行う。これにより、装置毎の部品のばらつきや温度特性による出力振幅値の誤差が抑制される。   The CPU 20 reads the output amplitude ratio a corresponding to the environmental temperature t detected by the temperature sensor 31 from the temperature characteristics of the amplitude fluctuation stored in the memory 20a (FIG. 3), and the digital input from the A / D converter 19 Amplitude correction processing is performed by dividing the data by the read output amplitude ratio a. This suppresses errors in output amplitude values due to component variations and temperature characteristics of each device.

そして、CPU20は、温度センサ31により検出された環境温度tに対応する位相遅延比率bを、メモリ20aに記憶した位相変動の温度特性から読み出し(図6)、読み出した位相遅延比率bに基づいて、入力信号に対して一定の位相遅延となるタイミングで制御装置22に処理結果を出力する。これにより、装置毎の部品のばらつきや温度特性による位相遅延量の誤差が抑制される。   Then, the CPU 20 reads the phase delay ratio b corresponding to the environmental temperature t detected by the temperature sensor 31 from the temperature characteristics of the phase fluctuation stored in the memory 20a (FIG. 6), and based on the read phase delay ratio b. Then, the processing result is output to the control device 22 at a timing at which a constant phase delay occurs with respect to the input signal. This suppresses errors in the phase delay amount due to component variations and temperature characteristics of each device.

以上のように、本発明の実施の形態にかかる電流測定装置によれば、ノイズフィルタおよび入力調整部における振幅変動および位相変動の温度特性を装置毎に保持し、温度センサによりノイズフィルタおよび信号処理部が設置される環境の温度を検出して、検出された環境温度に対応した出力振幅比率を読み出して、A/D変換部から出力されるデジタルデータの振幅補正処理を行い、検出された環境温度に対応した位相遅延比率を読み出して、その位相遅延比率に基づいて、入力信号に対して一定の位相遅延となるタイミングで制御装置に処理結果を出力するようにしたので、装置毎の部品のばらつきや温度特性による出力振幅値および位相遅延量の誤差を抑制し、安定した出力を得ることができる。   As described above, according to the current measurement device according to the embodiment of the present invention, the temperature characteristics of amplitude fluctuation and phase fluctuation in the noise filter and the input adjustment unit are held for each device, and the noise filter and signal processing are performed by the temperature sensor. The temperature of the environment in which the unit is installed is detected, the output amplitude ratio corresponding to the detected environmental temperature is read, the amplitude correction processing of the digital data output from the A / D conversion unit is performed, and the detected environment The phase delay ratio corresponding to the temperature is read out, and based on the phase delay ratio, the processing result is output to the control device at a timing that becomes a constant phase delay with respect to the input signal. Stable output can be obtained by suppressing errors in the output amplitude value and phase delay amount due to variations and temperature characteristics.

また、電流測定装置の試験時において、一般的な信号発生器である模擬信号源から所定の正弦波信号を入力して、異なる環境温度毎に、出力振幅理論値に対する出力振幅比率を求め、振幅変動の温度特性を生成するとともに、所定の正弦波信号に同期した同期パルスを入力してノイズフィルタおよび入力調整部における位相遅延量を検出し、異なる環境温度毎に、位相遅延量理論値に対する位相遅延比率を求め、位相変動の温度特性を生成するようにしたので、自装置以外の他の測定器を要することなく、振幅変動および位相変動の温度特性を生成することができる。   In addition, when testing a current measuring device, a predetermined sine wave signal is input from a simulated signal source, which is a general signal generator, and an output amplitude ratio with respect to a theoretical output amplitude value is obtained for each different environmental temperature to obtain an amplitude. Generates a temperature characteristic of fluctuation and inputs a synchronization pulse synchronized with a predetermined sine wave signal to detect the phase delay amount in the noise filter and input adjustment unit, and the phase relative to the theoretical value of the phase delay amount for each different environmental temperature Since the delay ratio is obtained and the temperature characteristic of the phase fluctuation is generated, the temperature characteristic of the amplitude fluctuation and the phase fluctuation can be generated without requiring a measuring device other than the own apparatus.

なお、実施の形態では、GIS等の中心導体に流れる電流を測定する電流測定装置に適用する場合について説明したが、電圧測定装置に適用することも可能であるし、あるいはその他の産業用の電流/電圧測定装置の分野にも利用できる。   In the embodiment, the case where the present invention is applied to a current measuring device that measures a current flowing through a central conductor such as GIS has been described. However, the present invention can also be applied to a voltage measuring device or other industrial currents. / Can also be used in the field of voltage measuring devices.

また、実施の形態では、比較器および位相差信号生成部を備え、試験時において、振幅変動および位相変動の温度特性を生成する構成について説明したが、比較器および位相差信号生成部を備えず、予め振幅変動および位相変動の温度特性をCPUに保持しておく構成であっても、実施の形態と同様に、装置毎の部品のばらつきや温度特性による出力振幅値および位相遅延量の誤差を抑制し、安定した出力を得ることができることは無論である。   Further, in the embodiment, the configuration including the comparator and the phase difference signal generation unit and generating the temperature characteristics of the amplitude variation and the phase variation during the test has been described. However, the comparator and the phase difference signal generation unit are not provided. Even in the configuration in which the temperature characteristics of amplitude fluctuation and phase fluctuation are held in the CPU in advance, as in the embodiment, errors in the output amplitude value and the phase delay amount due to variations in parts for each apparatus and temperature characteristics are detected. Of course, it is possible to suppress and obtain a stable output.

また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。   The configurations described in the above embodiments are examples of the configurations of the present invention, and can be combined with other known techniques, and a part of the configurations is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.

以上のように、本発明にかかる電流測定装置は、ノイズフィルタや入力調整部を構成する部品のばらつきや温度特性による誤差を抑制し、安定した出力を得ることができる発明として有用である。   As described above, the current measuring device according to the present invention is useful as an invention that can suppress errors due to variations in the components constituting the noise filter and the input adjustment unit and errors due to temperature characteristics and can obtain a stable output.

1 電流測定装置
2 導体
3 ロゴスキーコイル
14 ノイズフィルタ
17 信号処理部
18 入力調整部
19 A/D変換部
20 CPU(演算処理部)
20a メモリ
22 制御装置
31 温度センサ
32 比較器
33 位相差信号生成部
34 ゼロクロスパルス信号
35 位相差信号
36 模擬信号源
37 正弦波信号
38 同期パルス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current measuring device 2 Conductor 3 Rogowski coil 14 Noise filter 17 Signal processing part 18 Input adjustment part
19 A / D conversion unit 20 CPU (arithmetic processing unit)
20a Memory 22 Controller 31 Temperature sensor 32 Comparator 33 Phase difference signal generator 34 Zero cross pulse signal 35 Phase difference signal
36 Simulated signal source 37 Sine wave signal 38 Sync pulse

Claims (4)

導体に流れる電流を検出する電流測定装置であって、
入力信号の高調波ノイズを除去するノイズフィルタと、
前記ノイズフィルタの出力を適正な出力振幅値に変換する入力調整部と、
前記入力調整部の出力をデジタルデータに変換するA/D変換部と、
自装置が設置される環境温度を検出する温度センサと、
前記ノイズフィルタおよび前記入力調整部における振幅変動の温度特性および位相変動の温度特性を保持し、前記環境温度の変化に対応して、前記デジタルデータの振幅補正処理を行うとともに、前記入力信号に対して一定の位相遅延となるタイミングで処理結果を出力する演算処理部と、
を備え
自装置の試験時において、前記入力信号として前記ノイズフィルタに入力される正弦波信号、および、該正弦波信号に同期した同期パルスを出力する模擬信号源に接続され、
前記演算処理部は、
前記A/D変換部の出力に基づいて前記振幅変動の温度特性を生成するとともに、前記入力調整部の出力に同期したゼロクロスパルス信号と前記同期パルスとの位相差に基づいて前記位相変動の温度特性を生成す
ことを特徴とする電流測定装置。
A current measuring device for detecting a current flowing through a conductor,
A noise filter that removes harmonic noise from the input signal;
An input adjustment unit for converting the output of the noise filter into an appropriate output amplitude value;
An A / D conversion unit for converting the output of the input adjustment unit into digital data;
A temperature sensor that detects the environmental temperature in which the device is installed;
The temperature characteristic of the amplitude fluctuation and the temperature characteristic of the phase fluctuation are held in the noise filter and the input adjustment unit, and the digital data is subjected to amplitude correction processing corresponding to the change in the environmental temperature, and the input signal An arithmetic processing unit that outputs a processing result at a timing with a constant phase delay,
Equipped with a,
At the time of testing the device itself, connected to a sine wave signal input to the noise filter as the input signal, and a simulation signal source that outputs a synchronization pulse synchronized with the sine wave signal,
The arithmetic processing unit includes:
A temperature characteristic of the amplitude variation is generated based on the output of the A / D conversion unit, and the temperature of the phase variation is based on a phase difference between the zero cross pulse signal synchronized with the output of the input adjustment unit and the synchronization pulse. current measuring device, characterized in that that generates a characteristic.
前記入力調整部の出力と基準電位とを比較し、前記ゼロクロスパルス信号を出力する比較器と、
記ゼロクロスパルス信号と前記同期パルスとの位相差信号を生成する位相差信号生成部と、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電流測定装置。
A comparator for comparing the output and a reference potential of the input adjustment unit, and outputs the pre Kize b-cross pulse signal,
A phase difference signal generator for generating a phase difference signal between the previous SL zero-cross pulse signal and the synchronizing pulses,
Current measuring device according to claim 1, wherein the obtaining further Bei a.
前記位相差信号生成部は、前記同期パルスと前記ゼロクロスパルス信号との排他的論理和を演算することにより前記位相差信号を生成し、
前記演算処理部は、前記位相差信号のパルス幅に基づいて前記同期パルスに対する前記ゼロクロスパルス信号の位相遅延量を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。
The phase difference signal generation unit generates the phase difference signal by calculating an exclusive OR of the synchronization pulse and the zero cross pulse signal,
The current measurement device according to claim 2, wherein the arithmetic processing unit detects a phase delay amount of the zero-cross pulse signal with respect to the synchronization pulse based on a pulse width of the phase difference signal.
前記演算処理部は、前記ノイズフィルタおよび前記入力調整部を構成する部品の規格値に基づく出力振幅理論値および位相遅延量理論値を保持し、異なる環境温度毎に、前記出力振幅理論値に対する前記出力振幅値の比率を求めて前記振幅変動の温度特性を生成するとともに、前記位相遅延量理論値に対する前記位相遅延量の比率を求めて前記位相変動の温度特性を生成する
ことを特徴とする請求項3に記載の電流測定装置。
The arithmetic processing unit holds a theoretical value of output amplitude and a theoretical value of phase delay based on standard values of components constituting the noise filter and the input adjustment unit, and the theoretical value for the output amplitude for each different environmental temperature. A temperature characteristic of the amplitude fluctuation is generated by obtaining a ratio of an output amplitude value, and a temperature characteristic of the phase fluctuation is generated by obtaining a ratio of the phase delay amount to the phase delay amount theoretical value. Item 4. The current measuring device according to Item 3.
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