当社は、交流用CTで直流計測を行う技術を保有し、太陽光発電に直流計測設備を提供いています。
電流計測は25A~200Aまで計測が可能です。
交流CTを使用するメリットは、安価で高い信頼性もたせることが可能であることです。
25Aはストリング計測、100A以上は、集電箱計測に使用できます。
クランプ式CTもラインナップされ、接続箱または集電箱の監視装置を後付けで設置することも可能です。
また当社の太陽光監視装置を組み合わせることで、監視設備全てを提供することもできます。
実績は、最大120MWの太陽光発電設備の採用され、大小含め100以上の太陽光発電設備に採用されています。
漏電とは電気設備の老朽化などによる絶縁劣化により引き起こされ、感電や火災などの事故の原因となるので注意が必要です。
弊社では接地線(アース線)に流れる電流をモニターすることで、致命的な絶縁の 劣化を未然に防ぐ計測器を開発・販売しています。
なお、接地線に流れる電流には、
①実際の絶縁劣化に起因するもの
②各種電気機器に内蔵するノイズフィルタ等を介して流れ込むもの (漏電ではないもの)
の2種類があるため、これらを区別する必要があります。
弊社ではこれらを区別するための技術があり、 配電盤用メーターに本機能を内蔵し常時モニターする製品や、受電盤に設置し異常が発生すると携帯電話回線で通報する製品などの開発実績があります。
周波数とは、1秒間の繰り返す波の数で、単位はヘルツ(Hz)が用いられています。
たとえば、1秒間に20回波の繰り返しがある場合は、50Hzとなります。
電磁波、音、商用電源などで使われる単位で、
・電磁波(電波):1MHz~70GHz
・音:(数10HZ~20KHz)
・商用電源周波数:50Hzか60Hz の周波数が使われます。
CPUのクロック周波数など、周波数と言う言葉が頻繁に使われるようになりした。
電力会社から家庭に供給されている商用電源は、東日本と西日本で違っており、東日本50Hz、西日本60Hzです。
商用電源周波数は、周波数安定度が高く、当社は時間計測に利用しています。
また、周波数計測も高い周波数計測精度を実現しています。
高調波は、正弦波に歪みが発生した場合に発生します。
負荷が抵抗など受動素子であれば、高調波は発生しませんが、半導体のように負荷が非線形になる場合に高調波は発生します。
周期性がある歪み波形の高調波は、フーリエ解析で高調波の大きさを計算することができます。
現在「高調波」と言われているものは、ほとんどが「電源高調波電流」のことを指しています。
高調波とは「ひずみ波交流の中に含まれている、基本波の整数倍の周波数をもつ正弦波」と定義されている電流のひずみで、電路や接続機器に悪影響を及ぼす性質があります。
基本波の3倍の周波数を第3高調波、5倍の周波数を第5高調波と言い、この二つを重点的に確認し、抑制することが高調波対策として有効とされています。
力率は、交流回路で用いられて用語です。交流回路において電圧と電流の位相差から求められます。
抵抗などの受動素子は、電圧と電流の関係はオームの法則V=IRで求まり位相差はありません。そして電力はP(W)=V×Iとなります。モータなどのように負荷が誘導性の場合や、負荷が容量性の場合は、位相差が生じ、電圧と電流の位相差がΠ/2(rad)では正負の電力が等しくなり電力を消費しなくなります。交流の電圧v、電流iは大きさと方向が周期的に変化するので、vとiの積を交流の瞬時電力p(W)とすると、pも時間とともに変化します。ここで正弦波交流の電圧、電流波形をvとiとすると、
v=√(2V) × sin(ωt)
i =√(2I) × sin(ωt+θ)
となります。ここで、ω:角周波数 t:時間 θ:電圧と電流の位相差です。瞬時電力pは、
p=vi=2VI×sin(ωt)×sin(ωt+θ)=VI×cosθ-VI×cos(2ωt-θ)
で、時間の関数でないVI×cosθと2倍の周波数の交流分-VI×cos(2ωt-θ)の和になっていることが分かります。負荷で消費される単位時間当たりの電力pは、pの平均値であるため、pの交流分-VI×cos(2ωt-θ)はゼロとなり、有効電力pは
有効電力p=1/T×∫pdt=VI×cosθ (積分の範囲は1周期、0からtとする)
となります。上式のcosθが力率となります。電圧と電流の位相差が0の場合はcos0°=1で有効電力p=VIとなり、位相差が±60°の場合はcos(±60°)=0.5で有効電力p=0.5×VIとなります。
位相とは、振動や波動などの周期運動の過程でどの点にあるかを示す変数です。
振動や波動の関数f(t)は、
f(t)=sin(ωt+θ)
で表せます。
この(ωt+θ)が位相になります。
ここでω(角周波数)は2Πf、tは時間、θは初期位相を指します。
たとえば、f=50Hz、t=0、θ=0(rad:ラジアン)では、(ωt+θ)=0(rad)となります。
角度は、°(度)やrad(ラジアン)を使って示されます。
°(度)は分度器などで使われているので分かりやすい表現ですが、対してrad(ラジアン)は、1rad=180/Π=57.29°と分かりにくい表現となります。
radを整数(1radなど)で表すとわかりにくいのですが、ただし、180°でΠ(rad)となるため、
360°= Π×(360°/180°)=2Π
180°= Π
90° = Π×(90°/180°)=Π/2
1°= Π×( 1°/180°)=Π/180 と、
Πで表すことでわかり易くなります。
前述したように振動や波動の関数f(t)は、
f(t)=sin(ωt+θ)
で、位相は(ωt+θ)です。
周波数50Hz(ω(角周波数)=2×Π×50Hz/rad)、時間10ms=1/100ms、初期位相0radでは、位相=Πとなります。
1周期で位相は2Π、360°=2Πとなります。
一般的に、電流(A:アンペア)は、2点間に電位差がある場合、抵抗(R)に比例して流れます。
オームの法則により、電流は、
電流(A)=電圧(V)/抵抗(Ω)
で求めらます。
電流は、電位の高いところから低いところに向かって流れます。
(電子は電流の流れと逆になります。)
電流は、1クーロン(C)の電荷が1秒間流れたときに電流1Aとなります。
1A(アンペア)=1C(クーロン)/1sec(秒)
電子1個当たり、1.602×10^-19の電荷をもっていますので、
1クーロンでは、
1/1.602×10^-19=6.24×10^18個
の電子が動いたことになります。
導体(銅)での電流の動きを考えて見ます。
銅(Cu)は、1m^3に約8.5×10^28個の自由電子があります。
1mm^3では、8.5×10^19の自由電子があります。
1C(クーロン)の移動する電子数は、6.24×10^18ですので、 径1mm^3の銅線では、1秒間に
6.24×10^18/8.5×10^19 = 0.073mm/秒
銅の中で電子が移動したことになります。
銅など電気伝導率の高い物質の電子の動きはびっくりするほど遅いです。
数10km離れた地点から電圧を加えた時、0.073mm/秒の電子の動きで、1Aの電流を流します。
電子の動きは、電磁波のように光速で移動するように思われますが、実際は電流1A、銅径1mm^3の条件では、0.073mm/秒とかなり遅い速度で移動しています。