JP2007325399A - 分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 一つの電流検出器を備えた簡単かつ小型な構成で、トラッキング短絡を高精度に判定し、電路の安全を保証する。
【解決手段】 ホーム分電盤１は、主回路６に接続された主幹ブレーカ３と、負荷回路８に接続された分岐ブレーカ４と、主幹ブレーカ３の近傍で負荷回路８に流れる電流を検出するＺＣＴ９と、ＺＣＴ９の出力に基づいて主幹ブレーカ３を制御する制御回路５とを備える。制御回路５に、電流波形のピーク値を測定するピーク値測定部と、ピーク値の変化量に基づいてトラッキング短絡を判定する判定部と、判定結果に従って主幹ブレーカを遮断動作させるブレーカ駆動部とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トラッキング発生時に電路を遮断するブレーカを備えた分電盤に関する。

従来、負荷回路に流れる電流を電流検出器で検出し、電流検出値に基づいてトラッキング短絡を判定し、異常電流が流れた負荷回路を分岐ブレーカによって遮断する分電盤が知られている。例えば、図４に示すホーム分電盤５１は、一つの主幹ブレーカ５２と複数の分岐ブレーカ５３とを備え、それぞれの分岐ブレーカ５３にＺＣＴ（零相変流器）５４が設けられている。特許文献１には、コンセントと同数のＺＣＴをトラッキング検出ユニットに設けた分電盤が記載されている。
特開平１０−７５５１０号公報

この種の分電盤によれば、負荷回路毎に電流検出器が設けられているので、一般的な住宅の場合、数ある家電製品を分類し、負荷回路毎にトラッキングを判定できる。しかし、一人暮らしや昼間の不在時間が長い住宅では、消費電力量が少なく、家電製品が待機状態となる時間が長く、待機電流のピーク値も住宅全体で８００ｍＡ以下と低い。このため、負荷回路毎にトラッキングを判定する従来の分電盤によると、電流検出器の数が増え、配線が複雑化し、ハウジングが大型化する問題点があった。

本発明の目的は、上記課題を解決し、一つの電流検出器を備えた簡単かつ小型な構成で、トラッキング短絡を高精度に判定し、電路の安全を保証できる分電盤を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の分電盤は、主回路に接続された主幹ブレーカと、負荷回路に接続された分岐ブレーカと、負荷回路に流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の出力に基づいてトラッキング短絡を判定する制御回路とを備え、電流検出器を主幹ブレーカ側に設け、主幹ブレーカを制御回路の出力により遮断動作させるように構成したことを特徴とする。

また、本発明の分電盤は、制御回路が、電流検出器の出力から電流波形のピーク値を測定するピーク値測定部と、負荷回路の待機状態でピーク値の変化量を求める演算部と、変化量が閾値を超えたときにトラッキング短絡を判定する判定部と、判定結果に従って主幹ブレーカを駆動するブレーカ駆動部とを備えたことを特徴とする。

本発明の分電盤によれば、電流検出器を主幹ブレーカ側に設けたので、分岐ブレーカ側の電流検出器を省いて、全体を少数の部品で簡単かつ小型に構成できる。このため、消費電力量が少ない住宅に設置する分電盤において、製作コストを削減できるという効果がある。しかも、制御回路がトラッキング短絡を判定したときには、主幹ブレーカがすべての負荷回路を一斉に遮断するので、分岐ブレーカに依存することなく、電路の安全を保証できるという効果もある。

また、制御回路は負荷回路の待機状態で電流ピーク値の変化量を監視するので、負荷機器の使用に伴う変動要因を排除し、電流検出器の出力を安定させ、トラッキング短絡を初期段階で高精度に判定して、主幹ブレーカを的確に遮断動作させることができという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は住宅に設置されるホーム分電盤の全体的な構成を示す。図２は図１の分電盤の主幹ブレーカを制御する制御回路の構成を示す。図３は図２の制御回路によるトラッキング監視プログラムを示す。

図１に示すように、この実施形態のホーム分電盤１は住宅の壁面等に設置されるハウジング２を備え、ハウジング２の内部に一つの主幹ブレーカ３と複数の分岐ブレーカ４と制御回路５とが配設されている。主幹ブレーカ３は単相３線式電路を形成する主回路６に接続され、主回路６が中継線７を介して分岐ブレーカ４に接続され、分岐ブレーカ４がコンセントに至る負荷回路８に接続されている。

主幹ブレーカ３の近傍には、電流検出器としてのＺＣＴ９が主回路６の電圧線Ｌ１を貫通するように設置されている。ＺＣＴ９は主回路６から分岐ブレーカ４を介して負荷回路８に流れる電流を主幹ブレーカ３側で検出し、その検出信号を制御回路５に出力する。そして、制御回路５がＺＣＴ９の出力に基づいて負荷回路８のトラッキング短絡を判定し、主幹ブレーカ３の引外し装置（図示略）を遮断動作させるように構成されている。

図２に示すように、制御回路５は、ＺＣＴ９の出力を増幅して調整する増幅調整部１１と、調整された出力から電流波形のピーク値を測定するピーク値測定部１２と、負荷回路８の待機状態でピーク値の変化量を演算する演算部１３と、その演算値が予め定めた閾値を超えたときにトラッキング短絡を判定する判定部１４と、その判定結果に従って主幹ブレーカ３の引外し装置を駆動するブレーカ駆動部１５とを備えている。

上記のように構成されたホーム分電盤１では、ＺＣＴ９が主幹ブレーカ３の近傍で負荷回路８に流れる電流を検出し、制御回路５が図３に示すトラッキング監視プログラムを実行する。ここで、制御回路５は、まず、ＺＣＴ９が出力した電流波形を監視し、一サイクル毎に電流波形のピーク値を測定する（Ｓ１）。次に、測定したピーク値に基づいて負荷回路８が待機状態であるか否かを確認する（Ｓ２）。

そして、コンセントに接続された家電製品（負荷機器）の使用につき、ピーク値が絶えず変動している場合は、負荷回路８が使用状態であると判断し、ピーク値の測定を継続する。これに対し、家電製品が使用されておらず、ピーク値がほぼ一定に推移している場合は、負荷回路８が待機状態であると判断し、この待機状態の所定期間においてピーク値の変化量を演算する（Ｓ３）。

ここでは、例えば、１０サイクル期間に測定した１０個のピーク値の平均値を６０サイクル期間に６個求め、６個の平均値のうち最大値と最小値との較差をピーク値の変化量として算出する。そして、変化量を予め定めた閾値と比較し（Ｓ４）、変化量が閾値を下回る場合は、負荷回路８が正常であると判断する。一方、変化量が閾値を超えた場合は、負荷回路８にトラッキング短絡が発生していると判定し、主幹ブレーカ３の引外し装置を動作させる（Ｓ５）。

この実施形態のホーム分電盤１によれば、ＺＣＴ９を主幹ブレーカ３側に設けたので、分岐ブレーカ４側のＺＣＴを不要にして、全体を少数の部品により安価で簡単かつ小型に製作でき、特に、アパート等の小規模住宅において分電盤１の設置スペースを縮小できる利点がある。しかも、制御回路５がトラッキング短絡を判定したときに、主幹ブレーカ３がすべての負荷回路８を一斉に遮断するので、分岐ブレーカ４に依存しないトラッキング火災防止システムを構築できる。

また、制御回路５が負荷回路８の待機状態で電流ピーク値の変化量を監視するので、家電製品の使用による電流変化や突入電流等の変動要因を排除して、ＺＣＴ９の出力を安定させることができる。従って、トラッキング現象の初期に発生する微小な電流変化に基づいてトラッキング短絡を高精度に判定し、主幹ブレーカ３を的確に遮断動作させることができ、特に、一人暮らしや不在時間が長い住宅用のホーム分電盤１において、トラッキング火災を未然に防止することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ＺＣＴ９を主幹ブレーカ３のケーシング内に格納したり、ＺＣＴ以外の電流検出器を用いたりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜変更して実施することも可能である。

本発明の一実施形態を示すホーム分電盤の構成図である。 該分電盤の制御回路の構成を機能的に示すブロック図である。 該制御回路の動作を示すフローチャートである。 従来の分電盤を示す構成図である。

符号の説明

１ ホーム分電盤
３ 主幹ブレーカ
４ 分岐ブレーカ
５ 制御回路
６ 主回路
８ 負荷回路
９ ＺＣＴ
１２ ピーク値測定部
１３ 演算部
１４ 判定部
１５ ブレーカ駆動部

Claims (2)

1. 主回路に接続された主幹ブレーカと、負荷回路に接続された分岐ブレーカと、負荷回路に流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器の出力に基づいてトラッキング短絡を判定する制御回路とを備え、電流検出器を主幹ブレーカ側に設け、主幹ブレーカを制御回路の出力により遮断動作させるように構成したことを特徴とする分電盤。
2. 前記制御回路が、電流検出器の出力から電流波形のピーク値を測定するピーク値測定部と、負荷回路の待機状態でピーク値の変化量を求める演算部と、変化量が閾値を超えたときにトラッキング短絡を判定する判定部と、判定結果に従って主幹ブレーカを駆動するブレーカ駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
   

Images