JP6509029B2 - 分電盤 - Google Patents

Description

本発明は、外部信号引き外し機構を備えた複数のブレーカを収納した分電盤に関するものである。

一般的な分電盤に収納されている分岐ブレーカはその内部に過電流検出手段を備えており、過電流が検出された場合には引き外し機構によって接点をトリップさせ、回路を遮断する機能を備えている。

このように通常の分岐ブレーカは、ブレーカ内部で検出された電流値のみでトリップするものであり、ブレーカ内部で検出できないトラッキング等の電流情報によっては、トリップさせることができない。一方、外部からの人為的な操作でブレーカを遮断することができる電圧引き外しブレーカは従来から存在する。しかしこれは計測情報によって回路を遮断する機能は備えていない。そこで特許文献１に示されるような専用の検出装置を設けてトラッキング電流を検出し、トラッキング電流が流れたときにＺＣＴを作動させてブレーカを引き外すことが行われている。

しかし、個々のブレーカにトラッキング電流の検出装置を組み込むと、ブレーカが大型化し、コスト高になるという問題があった。

さらに最近ではＨＥＭＳ（ホームエネルギマネジメントシステム）が普及しつつあり、さまざまな外部情報や計測情報により、ブレーカを遮断する必要性が高まっている。

特開平１０−７５５１０号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、ブレーカ外部で計測された電流情報によってブレーカを確実にトリップさせることができる分電盤を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の分電盤は、外部信号引き外し機構を備えた複数のブレーカと、各ブレーカの電流情報を計測する計測装置と、計測された電流情報をモニタする判定ユニットとを備え、この判定ユニットは、入力された電流情報に基づいて異常判定する判定手段と、異常判定されたブレーカを特定する個体特定手段と、特定されたブレーカの外部信号引き外し機構に制御信号を送る出力手段とを備え、さらに前記判定ユニットは、電流の基本波形を設定する設定手段を備え、前記判定手段は計測された電流波形の要素が設定値を超えた場合に異常と判定するものであることを特徴とするものである。

なお請求項２のように、前記判定ユニットは、ブレーカの定格電流を設定する設定手段を備え、前記判定手段は計測された電流情報と、設定された定格電流とを比較して異常判定を行なうものとすることができる。

また請求項３のように、前記判定ユニットは、分電盤内で計測される電流情報以外の計測情報が入力される外部入力手段を備え、該計測情報により異常判定を行なうものとすることができる。

さらに請求項４のように、前記判定ユニットは通信手段を備え、該通信手段から得られる外部情報により異常判定を行なうものとすることができる。

本発明の分電盤は、外部信号引き外し機構を備えた各ブレーカの電流情報を計測装置により計測し、判定ユニットが電流情報に基づいて異常の有無と異常判定されたブレーカを特定し、特定されたブレーカの外部信号引き外し機構に制御信号を送ってそのブレーカをトリップさせることができる。この判定ユニットに過電流のみならず様々な異常電流波形を設定しておけば、分岐回路に過電流以外の異常電流が流れた場合にも、ブレーカを確実にトリップさせることができる。

また個々のブレーカの過電流検出装置を省略し、判定ユニットに過電流検出を行わせることも可能である。その場合には、各ブレーカの構造が簡単となって更に小型化を図ることもできる。

請求項２以下の発明によれば、電流情報の外に、電流波形、電流値以外の計測情報、通信手段から得られる外部情報等に基づいて異常判定を行ない、特定のブレーカあるいは全部のブレーカをトリップさせることができる。この通信装置はＨＥＭＳとの通信装置として使用できるので、様々な利用方法を採用することができ、例えば地震発生時に分岐回路を遮断して火災発生を防止することも可能となる。

実施形態の分電盤の内部構図を示す模式図である。 判定ユニットの内部構成図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１は実施形態の分電盤の内部構図を示す模式図であり、１は分電盤の筐体、２は商用電源に接続される主幹ブレーカ、３は主幹ブレーカ２の二次側に接続された母線バー、４は母線バー３に接続された分岐用の複数のブレーカである。ブレーカ４は例えばプラグインブレーカであり、その電源側端子は母線バー３にプラグイン接続される。またその負荷側端子には各負荷が接続されている。しかしブレーカ４はプラグインブレーカに限定されるものではなく、分岐バーを用いて母線バー３と接続するタイプであっても差し支えない。

上記の構成は従来と同様であるが、本発明ではブレーカ４として、外部信号引き外し機構を備えたブレーカが使用されている。これは遮断機構の動作を外部から入力される信号によって行わせることができるブレーカである。このため本実施形態では、通常のブレーカに組み込まれている過電流検出装置を省略したブレーカを使用し、その小型化を可能としている。しかし内部に過電流検出装置が組み込まれたブレーカを用いることももちろん可能である。

各ブレーカ４には、各ブレーカ４に流れる電流情報を計測する計測装置５が設けられている。電流情報の代表的なものは電流値であり、計測装置５としてはＣＴを用いることができる。しかしブレーカ４に流れる電流情報を計測できるものであればＣＴに限定されるものではなく、ロゴスキーコイルその他の各種の電流計測装置を用いることができる。図１の実施形態ではブレーカ４の負荷側に計測装置５が配置されているが、電源側に配置することもできる。

６は計測装置５によって計測された電流情報をモニタする判定ユニットであり、図２にその内部構成を示す。各計測装置５が検出した電流情報は入力ポート７からは判定ユニット６に入力される。８は設定手段、９は判定手段である。設定手段８には各ブレーカ４の種類、定格電流等がブレーカの個体番号とともに入力されている。よって設定手段８はブレーカ４の個体特定手段としても機能するものである。判定手段９は以下に説明する様々な異常判定を行い、異常と判定した場合には、出力手段である出力ポート１０から各ブレーカ４に制御信号を出力する。１１は通信手段であり、ＨＥＭＳ１２等の外部監視装置へのデータ送信や、制御命令の受信等を行なう。入力ポート７と出力ポート１０とは物理的に一致させておくが、設定手段８に設定されている個体番号を用いてブレーカ４を特定することも可能である。

また判定ユニット６に、分電盤内で計測される電流情報以外の計測情報が入力される外部入力手段を備え、該計測情報により異常判定を行なわせることもできる。この外部信号としては、分電盤の筐体１に設けられた避雷器が動作したことを知らせる信号や、感震リレーから入力される震度信号、ＨＥＭＳ１２からの信号などを挙げることができる。

次に判定ユニット６の様々な動作について説明する。
まず計測装置５によって計測された特定のブレーカ４の電流値が設定手段８に設定されているそのブレーカ４の定格電流を超過した場合、判定ユニット６の判定手段９は動作特性曲線に基づいてその電流情報が異常なものであるか、あるいは一時的な変動であるかを判定する。そして異常であると判定した場合には、異常判定されたブレーカ４を特定し、特定されたブレーカ４の外部信号引き外し機構に、出力手段である出力ポート１０から制御信号を出力する。この制御信号は通常はパルス信号である。外部信号を受けたブレーカ４は遮断機構を動作させて接点を開き、そのブレーカ４に接続された負荷への通電を遮断する。このように過電流を判定ユニット６によって判定させるようにすれば、ブレーカ４には過電流検出装置を必要としないため、ブレーカ４の小型化も可能となる。

またこれとともに通信手段１１からＨＥＭＳ１２等の外部監視装置に異常発生を知らせる信号を出力する。ＨＥＭＳ１２は各分岐回路の電流情報を取得しており、電流情報モニタとして機能し、電力のモニタ表示も可能である。また電力使用量のピークカットやピークシフトの機能も備えている。

判定ユニッ６の設定手段８には、電流の基本波形を設定することもできる。商用電源の電流波形はサインカーブを描くが、回路にトラッキング現象が発生した場合には、高調波が重畳される。判定手段９は計測された電流波形の要素が設定値を超えた場合には異常と判定する。そしてその波形異常が検出されたブレーカ４を特定し、そのブレーカ４に出力手段である出力ポート１０から制御信号を出力する。外部信号を受けたブレーカ４は遮断機構を動作させ、そのブレーカ４に接続された負荷への通電を遮断する。また、これと同時に、通信手段１１からＨＥＭＳ１２等の外部監視装置に異常発生を知らせる信号を出力する。

分電盤が避雷器や感震リレーを備えたものである場合には、判定ユニット６の外部入力手段にこれらの機器からの外部検出情報を入力し、判定ユニット６は設定手段８に設定しておいた閾値と比較して、ブレーカ４を遮断すべきか否かを判断する。例えば震度６以上の地震情報が入力された場合には直ちに全ブレーカ４に制御信号を送って回路を遮断し、震度が５である場合には非常灯等が接続されたブレーカ４を除く他のブレーカ４に制御信号を送って回路を遮断することができる。このように直ちに遮断される負荷回路と、所定時間経過後（例えば３分）に遮断される負荷回路は予め設定手段８に設定しておくものとする。

このほか、通信手段１１を通じて緊急地震速報を受信したような場合にも、判定ユニット６は特定のブレーカ４を遮断することもできる。さらにＨＥＭＳ１２から電力使用量のカットを指示された場合にも、判定ユニット６は予め設定されている順にブレーカ４を遮断し、電力使用量の削減を図ることもできる。

以上の実施形態では、分岐用のブレーカ４を外部信号引き外し機構を備えたブレーカとしたが、主幹ブレーカ２をも外部信号引き外し機構を備えたブレーカとすることができる。この場合には主幹ブレーカ２にも電流情報を計測する計測装置を設け、閾値を超える電流を検出した場合には、判定ユニット６から主幹ブレーカ２に制御信号を送って全回路を遮断することができる。

以上に説明したように、本発明の分電盤は、分岐回路に過電流以外の異常電流が流れた場合にもブレーカ３を確実にトリップさせることができる。またトラッキング検出用の専用の検出装置は不要である。さらに実施形態のように過電流検出装置を省略したブレーカ４を使用すれば、ブレーカの小型化も可能となるなど、多くの利点を有する。

１ 筐体
２ 主幹ブレーカ
３ 母線バー
４ ブレーカ
５ 計測装置
６ 判定ユニット
７ 入力ポート
８ 設定手段
９ 判定手段
１０ 出力ポート
１１ 通信手段
１２ ＨＥＭＳ

Claims (4)

1. 外部信号引き外し機構を備えた複数のブレーカと、各ブレーカの電流情報を計測する計測装置と、計測された電流情報をモニタする判定ユニットとを備え、
   この判定ユニットは、入力された電流情報に基づいて異常判定する判定手段と、
   異常判定されたブレーカを特定する個体特定手段と、
   特定されたブレーカの外部信号引き外し機構に制御信号を送る出力手段とを備え、
   さらに前記判定ユニットは、電流の基本波形を設定する設定手段を備え、前記判定手段は計測された電流波形の要素が設定値を超えた場合に異常と判定するものであることを特徴とする分電盤。
2. 前記判定ユニットは、ブレーカの定格電流を設定する設定手段を備え、前記判定手段は計測された電流情報と、設定された定格電流とを比較して異常判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
3. 前記判定ユニットは、分電盤内で計測される電流情報以外の計測情報が入力される外部入力手段を備え、該計測情報により異常判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
4. 前記判定ユニットは通信手段を備え、該通信手段から得られる外部情報により異常判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の分電盤。

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