WO2023038121A1 - 放電検出システム - Google Patents

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WO2023038121A1
WO2023038121A1 PCT/JP2022/033905 JP2022033905W WO2023038121A1 WO 2023038121 A1 WO2023038121 A1 WO 2023038121A1 JP 2022033905 W JP2022033905 W JP 2022033905W WO 2023038121 A1 WO2023038121 A1 WO 2023038121A1
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WO
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discharge detection
current
electrically connected
discharge
signal
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Application number
PCT/JP2022/033905
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳史 宮本
智康 酒井
日和 味岡
Original Assignee
日東工業株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Definitions

  • the present invention relates to a discharge detection system.
  • Patent Document 1 discloses a discharge detection structure for detecting discharge generated in an electric circuit.
  • This discharge detection structure is electrically connected to an electric circuit such as an indoor wiring by being incorporated in a distribution board, for example.
  • a load (not shown) is electrically connected to the electric circuit.
  • a load means a device that consumes power to operate, such as a lighting fixture, a display, an air conditioner, or a refrigerator.
  • the discharge detection structure includes a plurality of noise detection units and at least one calculation unit. Each of the plurality of noise detectors is electrically connected to the secondary side of each of the plurality of branch breakers forming the distribution board. 2.
  • the noise detector detects high-frequency band noise superimposed on the voltage or current using a high-pass filter.
  • the calculation unit determines whether or not discharge has occurred based on the noise detected by the noise detection unit. When determining that a discharge has occurred, the calculation unit sends a signal to at least one of the plurality of branch breakers to cut off a specific branch breaker related to the occurrence of the discharge.
  • Patent Document 2 discloses a circuit breaker provided with a test circuit.
  • the test circuit has a test switch. By operating the test switch, the test circuit creates a pseudo-leakage.
  • a circuit breaker operates on the basis of a false ground fault to break an electrical circuit.
  • the pseudo earth leakage disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-48022 is for testing the operation of a circuit breaker.
  • the discharge detection structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-122669 it is conceivable to apply a pseudo leakage current in order to cut off at least one of the plurality of branch breakers. This is because the pseudo earth leakage can be generated simply by closing the switch, and this is a simple and effective means for individually breaking off a plurality of branch breakers.
  • bypass circuit corresponds to, for example, wiring electrically connecting the test switch 27 and the output terminal device 18 in FIG. 5 of JP-A-56-48022.
  • a bypass circuit must be electrically connected to each of the branch breakers. If the distribution board is provided with as many bypass circuits as there are branch breakers, the overall circuit of the distribution board becomes extremely complicated. In addition, it takes a lot of time and effort to add a plurality of bypass circuits.
  • Patent Document 3 discloses a distribution board in which a main breaker, a plurality of bus bars, and a plurality of branch breakers are unitized. Since there is no wasted space between the unitized master breaker, the plurality of bus bars and the plurality of branch breakers, it is almost impossible to add a plurality of bypass circuits.
  • the present invention has been made in view of the above problems. It is an object to provide a detection system.
  • the discharge detection system of the present invention comprises a main breaker, a plurality of branch breakers, a plurality of discharge detection units, and at least one current limiting resistor
  • the main breaker has a plurality of electrodes for outputting power
  • each of the branch breakers has first and second electrically connected to at least two of the plurality of electrodes of the main breaker.
  • an electrode configured to break a circuit based on a difference in current value between a current I1 flowing through the first electrode and a current I2 flowing through the second electrode; includes a discharge detection unit and a switch, the discharge detection unit is electrically connected between the first electrode and the second electrode of the branch breaker, and detects the voltage or current of the circuit.
  • the switch is configured to detect superimposed noise of a predetermined frequency or higher, the switch being electrically connected to the first electrode of the branch breaker and the secondary side of the switch of each of the discharge detection units. is electrically connected to a common first electric circuit, and the first electric circuit is connected to an electrode, among the plurality of electrodes of the main breaker, to which the first electrode of the branch breaker is electrically connected. are electrically connected to different electrodes, and the current limiting resistor causes a current IE , which is a portion of the current I1 , to flow through the first electrical path when the switch is closed.
  • the discharge detection system of (1) further comprises a control unit capable of transmitting and receiving signals to and from each of the discharge detection units, each of the discharge detection units having a common second
  • the discharge detection unit is electrically connected to the control unit via an electric circuit, the discharge detection unit transmits a first signal when the noise is detected by the discharge detection unit, and the control unit transmits the first signal. Based on the signal 1, it is determined whether or not a discharge has occurred in the circuit, and when it is determined that a discharge has occurred, the discharge detection transmits a second signal and transmits the first signal. The unit closes the switch based on the second signal.
  • a plurality of current limiting resistors corresponding to each of the discharge detection units are provided, and the current limiting resistors are provided for each of the discharge detection units. and electrically connected to the secondary side of the switch, and the first electrical path is electrically connected to the secondary side of the current limiting resistor.
  • one current-limiting resistor corresponding to each of the discharge detection units is provided, the current-limiting resistor is incorporated in the control unit, and the control unit is electrically connected to the middle of the first electrical path.
  • the control unit detects two or more of the discharge detection units based on the first signal received from each of the plurality of discharge detection units.
  • the timing of transmitting the second signal to each of the two or more discharge detection units is made different.
  • the control unit transmits the second transmission signal to any one of the two or more discharge detection units, the same Sending a third signal to a discharge detection unit, and sending the second transmission signal to a different said discharge detection unit based on the lack of response to said third signal.
  • the discharge detection system of the present invention can individually cut off a plurality of branch breakers by generating a pseudo electric leakage, and can be configured with an extremely simple circuit. Therefore, in the discharge detection system of the present invention, it is not necessary to add bypass circuits shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution board provided with a discharge detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a main breaker, one branch breaker, one discharge detection unit, a control unit, and electric lines that constitute the discharge detection system.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a closed state of the switch that constitutes the discharge detection unit.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the current flow when the switch constituting the discharge detection unit is open.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing current flow when the switch constituting the discharge detection unit is closed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a main breaker, one branch breaker, one discharge detection unit, a control unit, and electric lines that constitute the discharge detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution board provided with a discharge detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a main breaker, one branch breaker, one discharge detection unit, a control unit, and electric
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a main breaker, one branch breaker, one discharge detection unit, a control unit, and electric lines that constitute the discharge detection system according to the third embodiment.
  • 8A to 8D are schematic diagrams showing the operation from detection of discharge to disconnection of the branch breaker in the discharge detection system of the first embodiment.
  • 9A to 9D are schematic diagrams showing the flow of control processing of the discharge detection system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a main breaker, two branch breakers, two discharge detection units, and electric paths that constitute the discharge detection system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 the discharge detection system of this embodiment is incorporated in a distribution board D.
  • the distribution board D includes a main breaker 10, eight branch breakers 20, eight discharge detection units 30, a control unit 40, and wiring 81, wiring 83, busbars, and other electric paths for electrically connecting them. .
  • the number of branch breakers 20 and discharge detection units 30 is not particularly limited.
  • the number of branch breakers 20 and discharge detection units 30 may be seven or less, or may be nine or more.
  • the form of the wiring 81, the wiring 83, the busbar, and other electric paths is not particularly limited.
  • wires and/or busbars can be used as wires 81, wires 83, busbars, and other electrical paths.
  • the main breaker 10 and the branch breaker 20 are general components of the distribution board D.
  • Commercial power is supplied to the main breaker 10 from an outdoor wiring (not shown). This commercial power supply is supplied to the indoor wiring via each of the plurality of branch breakers 20 .
  • a plurality of loads (not shown) are electrically connected to the indoor wiring.
  • the main breaker 10 of this embodiment is a single-phase three-wire system (3 Pole 2 Element) and has three electrodes.
  • the three electrodes correspond to the L1, L2 and N phases shown in FIG. Both the L1 phase and the L2 phase are voltage phases.
  • the N phase is the neutral phase.
  • a busbar is electrically connected to each of the three electrodes.
  • the four branch breakers 20 located on the right side in FIG. 1 are electrically connected to the L1-phase bus and the N-phase bus.
  • the four branch breakers 20 located on the left side in FIG. 1 are electrically connected to the L2-phase bus and the N-phase bus.
  • the main breaker 10 may be a circuit breaker that detects overcurrent and short circuit and cuts off the circuit.
  • the master breaker 10 is an earth leakage breaker that detects an earth leakage and interrupts the circuit.
  • the branch breaker 20 of this embodiment is an earth leakage breaker, and has a function of detecting an earth leakage and interrupting the circuit.
  • branch breaker 20 includes ZCT (Zero-phase Current Transformer) 21 and two switches 22 .
  • the first switch 22 is electrically connected between the L1-phase bus and the discharge detection unit 30 .
  • the second switch 22 is electrically connected between the N-phase bus and the discharge detection unit 30 .
  • Two wires electrically connected to these switches 22 pass through ZCT 21 .
  • the ZCT 21 detects earth leakage based on the difference between the current values of the currents I 1 and I 2 flowing through the two wires.
  • the two switches 22 are opened and the power supply to the secondary side of the branch breaker 20 is stopped.
  • a discharge detection unit 30 is electrically connected to the secondary side of each of the eight branch breakers 20 shown in FIG.
  • the secondary sides of the eight discharge detection units 30 are electrically connected to two common wirings 83 .
  • the discharge detection unit 30 includes a discharge detection section 31, a switch 32, a current limiting resistor 33 and an internal communication section .
  • the discharge detection unit 31 is, for example, a CR circuit, and has a configuration in which a capacitor and a resistor are connected in series.
  • the discharge detection unit 31 is electrically connected between the positive electrode (first electrode) and the negative electrode (second electrode) of the branch breaker 20 .
  • high-frequency noise is superimposed on the voltage or current.
  • the discharge detection unit 31 detects discharge by allowing noise components of a predetermined frequency or higher to pass through.
  • the internal communication section 34 is electrically connected to the control unit 40 via two wires 83 .
  • One wiring 83 is the voltage phase and the other wiring 83 is the ground phase.
  • the internal communication section 34 and the control unit 40 transmit and receive signals to and from each other through the wiring 83 of the ground phase.
  • the internal communication section 34 outputs a signal to the control unit 40 when the discharge detection section 31 detects the discharge. This signal contains an address for identifying the eight discharge detection units 30 in addition to noise information.
  • the control unit 40 Based on the first signal transmitted from the internal communication section 34, the control unit 40 acquires information such as the noise level, the noise detection time, and the duration of the noise.
  • the control unit 40 outputs a second signal to the internal communication section 34 when determining that the discharge has occurred.
  • the internal communication unit 34 switches the switch 32 from the open state to the closed state based on the second signal from the control unit 40 (see FIG. 3). This electrically connects the switch 32 to the current limiting resistor 33 .
  • the secondary side of the current limiting resistor 33 is electrically connected to the voltage phase wiring 83 .
  • the switch 32 and the current limiting resistor 33 constitute a circuit for generating pseudo-leakage.
  • the current IE which is a part of the current I1 flowing from the L1-phase bus to the branch breaker 20, is transferred through the current limiting resistor 33 to the voltage phase wiring. Flow to 83.
  • This current IE is a pseudo leakage current and has a current value corresponding to the resistance value of the current limiting resistor 33.
  • FIG. The current IE flows through the N-phase bus line electrically connected to the wiring 83 .
  • the branch breaker 20 which is an earth leakage breaker, is set with a sensitivity current value for detecting earth leakage.
  • the ZCT 21 switches the two switches 22 from the closed state to the open state. Therefore, by selecting the resistance value of the current limiting resistor 33, the current value of the current IE is made to exceed the value of the sensitivity current.
  • each of the eight discharge detection units 30 shown in FIG. Even if the sensitivity current values set for the eight branch breakers 20 are different, the current limiting resistor 33 having the optimum resistance value can be applied to each branch breaker 20 .
  • control unit 40 is electrically connected to the L1-phase and N-phase buses via two wirings 81 .
  • the control unit 40 is supplied with power from the L1-phase bus.
  • the control unit 40 includes a calculation section 41 , an external communication section 42 and a display section 43 .
  • the computing unit 41 is electrically connected to two wirings 83 .
  • the calculation unit 41 transmits and receives signals to and from each of the eight discharge detection units 30 through the ground phase wiring 83 .
  • the voltage phase wiring 83 is electrically connected to the ground phase wiring 81 in the control unit 40 .
  • the current IE that has passed through the current limiting resistor 33 of the discharge detection unit 30 flows from the voltage-phase wiring 83 to the N-phase bus via the ground-phase wiring 81 (see FIG. 5).
  • the common electric path through which the current IE flows is configured by the two wirings 83 and 81, but the configuration is not limited to this.
  • the common electrical path through which the current IE flows may consist of one wire or three or more wires.
  • the wiring in this case may be either an electric wire and/or a busbar.
  • the calculation unit 41 Based on the signal transmitted from the internal communication unit 34, the calculation unit 41 acquires information such as the above-described noise level, noise detection time, and noise duration. Further, the calculation unit 41 executes processing for determining whether or not discharge has occurred based on the noise level. For example, the calculation unit 41 determines that a discharge has occurred when noise having a level exceeding a threshold is detected. Further, the calculation section 41 executes processing for identifying any one of the discharge detection units 30 when noise with a level exceeding the threshold is detected in the plurality of discharge detection units 30 . For example, the calculation unit 41 identifies the discharge detection unit 30 with the earliest noise detection time among the plurality of discharge detection units 30 based on the noise detection time. The earliest noise detection time means the earliest noise transmission, and is considered to be highly related to the source of the discharge. Note that the calculation unit 41 has the function of an internal communication unit 41 a for transmitting and receiving signals to and from the internal communication unit 34 .
  • the external communication unit 42 is for transmitting information to an external device (not shown). For example, the information about the discharge obtained by the processing of the calculation unit 41 is transmitted from the external communication unit 42 to the external device.
  • the display unit 43 is a display and/or an LED lamp for visually displaying information. For example, the display unit 43 visually notifies that the discharge has occurred using characters, images, light, or the like.
  • FIG. 4 shows a main breaker 10, one branch breaker 20, one discharge detection unit 30, a control unit 40, and an electric circuit that constitute the discharge detection system.
  • the discharge detection section 31 has not yet detected the discharge. Therefore, the switch 32 is in an open state.
  • the dashed line in FIG. 4 indicates the current path when the switch 32 is open. Current flows from the L1-phase bus to the positive electrode of the branch breaker 20, passes through the discharge detection unit 31 of the discharge detection unit 30, and flows from the negative electrode of the branch breaker 20 to the N-phase bus.
  • the internal communication unit 34 transmits the first signal (see the dashed-line arrow in FIG. 8A).
  • This first signal is received by the calculation section 41 (internal communication section 41a) of the control unit 40 through the wiring 83 of the ground phase.
  • the calculation section 41 identifies the discharge detection unit 30 that transmitted the first signal, and determines whether or not a discharge has occurred.
  • the calculation section 41 transmits a second signal to the identified specific discharge detection unit 30 (see the dashed-line arrow in FIG. 8B).
  • This second signal is received by the internal communication section 34 of the discharge detection unit 30 in FIG. 4 through the ground phase wiring 83 .
  • the internal communication unit 34 switches the switch 32 from the open state to the closed state based on the received second signal.
  • FIG. 5 shows the discharge detection system when the switch 32 of the discharge detection unit 30 is closed.
  • a dashed line in FIG. 5 indicates the current path when the switch 32 of the discharge detection unit 30 is closed.
  • the current IE which is a part of the current I1 flowing from the L1-phase bus to the positive terminal of the branch breaker 20, flows through the voltage-phase wiring 83 via the current limiting resistor 33 .
  • the current IE flows from the voltage-phase wiring 83 to the N-phase bus via the ground-phase wiring 81 .
  • the remaining current I2 obtained by subtracting the current IE from the current I1 passes through the discharge detection section 31 of the discharge detection unit 30 and flows from the negative pole of the branch breaker 20 to the N-phase bus (the above is described in FIG. See solid arrow in 8C).
  • the eight branch breakers 20 can be individually cut off by causing a pseudo leakage current.
  • the discharge detection system of this embodiment can be configured by a very simple circuit consisting of the three wirings 81, 83, 83 shown in FIG. That is, the eight discharge detection units 30 share the ground phase wiring 83 and transmit and receive signals to and from the control unit 40 .
  • the eight discharge detection units 30 share the voltage phase wiring 83 and the ground phase wiring 81, and these wirings 83 and 81 are used as the path of the pseudo leakage (current I E ). Therefore, in the discharge detection system of this embodiment, it is not necessary to add a bypass circuit to each of the eight discharge detection units 30 as shown in FIG.
  • the ground phase wiring 81 of the control unit 40 is electrically connected to the N-phase bus (see FIG. 5).
  • the reason for such a configuration is that the positive electrodes of the eight branch breakers 20 shown in FIG. 1 are connected to the L1-phase and L2-phase buses.
  • the wiring 81 of the ground phase of the control unit 40 is the path of the pseudo-leakage (current I E ).
  • the branch breaker 20 is no longer cut off. Therefore, it is necessary to electrically connect the wiring 81, which is the route of the pseudo-leakage, to the bus of the phase to which the positive electrode of the branch breaker 20 is not electrically connected.
  • FIG. 6 shows a main breaker 10, one branch breaker 20, one discharge detection unit 30, a control unit 40 and an electric circuit that constitute a discharge detection system according to a second embodiment of the present invention.
  • the wiring 81 serving as the path of the pseudo leakage is electrically connected to the L2-phase bus. may be connected.
  • the path of the current IE is not particularly limited, provided that the current IE , which is a pseudo leakage current, is not returned to the positive electrode of the branch breaker 20.
  • FIG. 7 shows a main breaker 10, one branch breaker 20, one discharge detection unit 30, a control unit 40 and an electric circuit that constitute a discharge detection system according to a third embodiment of the present invention.
  • each of the eight discharge detection units 30 is configured to include a current limiting resistor 33 (see FIG. 4).
  • the control unit 40 may be configured with one current limiting resistor 33 .
  • the current limiting resistor 33 in FIG. 7 is electrically connected between the voltage phase wiring 83 and the ground phase wiring 81 .
  • One current limiting resistor 33 is used by each of the eight discharge detection units 30 to generate a pseudo leakage current.
  • the resistance value of the current limiting resistor 33 shown in FIG. 7 may be a value that causes a pseudo-leakage of a current value that can cut off all eight branch breakers 20 .
  • the switches 32 of the multiple discharge detection units 30 are closed substantially simultaneously, the multiple branch breakers 20 electrically connected to these discharge detection units 30 are cut off substantially simultaneously.
  • FIGS. 9A to 9D a discharge detection system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9D.
  • the discharge detection system of this embodiment is characterized by the control processing of the plurality of discharge detection units 30 executed by the calculation section 41 of the control unit 40 .
  • 9A to 9D illustrate control processing of the two discharge detection units 30 executed by the calculation section 41 of the control unit 40.
  • FIG. 9A to 9D illustrate control processing of the two discharge detection units 30 executed by the calculation section 41 of the control unit 40.
  • a plurality of discharge detection units 30 may detect discharge almost simultaneously.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 varies the timing of transmitting the second signal to the plurality of discharge detection units 30 .
  • the timing at which the switches 32 of the plurality of discharge detection units 30 are closed differs.
  • the plurality of branch breakers 20 electrically connected to each of the plurality of discharge detection units 30 are sequentially cut off.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 determines whether the discharge is detected based on the first signal received from each of the two discharge detection units 30. Determine whether or not it has occurred.
  • the calculation unit 41 has determined that discharge has occurred for each of the two first signals.
  • the calculation section 41 (internal communication section 41 a ) of the control unit 40 transmits the second signal to the first discharge detection unit 30 .
  • This second signal is a command for operating the internal communication section 34 of the first discharge detection unit 30 .
  • the internal communication section 34 switches the switch 32 of the first discharge detection unit 30 from the open state to the closed state to generate a pseudo electric leakage.
  • This pseudo-leakage cuts off the first branch breaker 20 electrically connected to the first discharge detection unit 30 (see the two switches 22 in FIG. 9B). As a result, the power supply to the secondary side of the first branch breaker 20 is cut off.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 transmits a third signal to the first discharge detection unit 30 .
  • This third signal is a command for requesting a response from the internal communication section 34 of the first discharge detection unit 30 . Since the first branch breaker 20 is cut off, power supply to the first discharge detection unit 30 is cut off. Therefore, there is no response of the first discharge detection unit 30 to the third signal.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 determines that the first branch breaker 20 has been cut off based on the lack of response to the third signal.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 shifts to control processing of the second discharge detection unit 30 .
  • the computing section 41 of the control unit 40 transmits a second signal to the second discharge detection unit 30 .
  • the internal communication unit 34 switches the switch 32 of the second discharge detection unit 30 from the open state to the closed state to generate a pseudo electric leakage.
  • This pseudo-leakage cuts off the second branch breaker 20 electrically connected to the second discharge detection unit 30 (see the two switches 22 in FIG. 9D). As a result, the power supply to the secondary side of the second branch breaker 20 is cut off.
  • the computing section 41 of the control unit 40 transmits a third signal to the second discharge detection unit 30 . Since the second branch breaker 20 is cut off, power supply to the second discharge detection unit 30 is cut off. Therefore, there is no response of the second discharge detection unit 30 to the third signal.
  • the calculation section 41 of the control unit 40 determines that the second branch breaker 20 has been cut off based on the lack of response to the third signal. Thus, the control processing of this embodiment ends.
  • the computing section 41 of the control unit 40 repeatedly executes the same control process as above for the three or more discharge detection units 30. . Thereby, the plurality of branch breakers 20 electrically connected to each of the three or more discharge detection units 30 can be sequentially cut off.
  • the plurality of branch breakers 20 can be sequentially cut off, Accidents due to discharge can be reliably prevented.
  • FIG. 10 shows a main breaker 10, two branch breakers 20, two discharge detection units 30, and an electric circuit that constitute a discharge detection system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the discharge detection system of this embodiment does not have the control unit 40 shown in FIG. Moreover, neither of the two branch breakers 20 that constitute the discharge detection system of this embodiment has the internal communication unit 34 .
  • Each current limiting resistor 33 of the two discharge detection units 30 is electrically connected to one wiring 85 .
  • the wiring 85 is electrically connected to the N-phase bus.
  • the type of wiring 85 is not particularly limited, and may be either an electric wire or a busbar.
  • the discharge detection unit 31 of the discharge detection unit 30 switches the switch 22 from the open state to the closed state when the discharge is detected.
  • the current IE which is a part of the current I1 flowing from the L1-phase bus to the branch breaker 20, flows to the wiring 85 via the current limiting resistor 33.
  • FIG. This current IE is a pseudo leakage current and has a current value corresponding to the resistance value of the current limiting resistor 33.
  • FIG. The current IE flows through the N-phase busbar electrically connected to the wiring 85 .
  • the discharge detection system of this embodiment as in the first to third embodiments described above, it is possible to individually cut off the plurality of branch breakers 20 by generating a pseudo electric leakage. Also, the discharge detection system of this embodiment can be configured by a very simple circuit consisting of one wiring 85 shown in FIG. Therefore, wiring work for adding a plurality of discharge detection units 30 is not required.
  • the discharge detection system of the present invention is not limited to the embodiments described above.
  • the discharge detection system of the present invention is not limited to the single-phase three-wire wiring system shown in the drawings, but is applicable to, for example, three-phase three-wire or three-phase four-wire wiring systems. be able to.
  • the two wirings 81 and 83 which are common paths for the pseudo-leakage, can be replaced with one continuous electric wire or bus bar.

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Abstract

主幹ブレーカ１０、複数の分岐ブレーカ２０、複数の放電検出ユニット３０及び少なくとも１つの電流制限抵抗３３を備える放電検出システムであって、分岐ブレーカ２０のそれぞれは、第１の電極に流れる電流Ｉ１と第２の電極に流れる電流Ｉ２との間の電流値の差に基づいて回路を遮断するように構成され、放電検出ユニット３０のそれぞれは、放電検出部３１及びスイッチ３２を備え、放電検出部３１は、電圧又は電流に重畳されたノイズを検出するように構成され、スイッチ３２は、分岐ブレーカ２０の第１の電極に電気的に接続され、放電検出ユニット３０のそれぞれのスイッチ３２の２次側は、共通の配線８３、８１に電気的に接続され、配線８１は、主幹ブレーカ１０の複数の電極のうち、分岐ブレーカ２０の第１の電極が電気的に接続された電極とは異なる電極に電気的に接続され、電流制限抵抗３３は、スイッチ３２が閉状態となったとき、電流Ｉ１の一部の電流ＩＥを配線８３、８１に流す。

Description

放電検出システム
　本発明は、放電検出システムに関するものである。
　特開２０２０－１２２６６９号公報（特許文献１）には、電気回路で発生した放電を検出するための放電検出構造が開示されている。この放電検出構造は、例えば、分電盤に組み込まれることにより、屋内配線などの電気回路に電気的に接続される。電気回路には、図示しない負荷が電気的に接続される。負荷とは、例えば、照明器具、ディスプレイ、エアーコンディショナー、冷蔵庫などの電力を消費して動作する機器を意味する。放電検出構造は、複数のノイズ検出部と、少なくとも１つの演算部とを備える。複数のノイズ検出部のそれぞれは、分電盤を構成する複数の分岐ブレーカのそれぞれの二次側に電気的に接続される。電気回路又は負荷において、トラッキング、ショート断線、漏電などの事故が生じた場合には、電線間又は電極間で放電が発生する。放電が発生した場合には、電気回路の電圧又は電流にノイズが重畳される。ノイズ検出部は、電圧又は電流に重畳された高周波帯域のノイズをハイパスフィルタによって検出する。演算部は、ノイズ検出部によって検出されたノイズに基づいて、放電が発生したか否かを判定する。演算部は、放電が発生したと判定した場合、複数の分岐ブレーカのうちの少なくとも１つに信号を送信し、放電の発生に関係する特定の分岐ブレーカを遮断させる。
　一方、特開昭５６－４８０２２号公報（特許文献２）には、テスト回路を備えた回路遮断器が開示されている。テスト回路は、テストスイッチを備える。テストスイッチを操作することによって、テスト回路は、疑似漏電を生じさせる。回路遮断器は、疑似漏電に基づいて動作し、電気回路を遮断する。
特開２０２０－１２２６６９号公報 特開昭５６－４８０２２号公報 特開２０１６－２０８６１１号公報
　特開昭５６－４８０２２号公報に開示される疑似漏電は、回路遮断器の動作をテストするためのものである。一方、特開２０２０－１２２６６９号公報に開示される放電検出構造において、複数の分岐ブレーカのうちの少なくとも１つを遮断させるために、疑似漏電を適用することが考えられる。疑似漏電は、スイッチを閉じるだけで生じさせることができ、複数の分岐ブレーカを個別に遮断させるための簡易かつ有効な手段だからである。
　しかし、疑似漏電の電流を分岐ブレーカに流すためには、分岐ブレーカの一次側にバイパス回路を電気的に接続する必要がある。バイパス回路は、例えば、特開昭５６－４８０２２号公報の第５図において、テストスイッチ２７と出力端子装置１８とを電気的に接続する配線に相当する。複数の分岐ブレーカを個別に遮断させる場合には、分岐ブレーカのそれぞれにバイパス回路を電気的に接続しなければならない。分岐ブレーカと同数のバイパス回路を分電盤に増設すれば、分電盤の回路全体が極めて複雑となる。また、複数のバイパス回路を増設するための作業に多大な手間が掛かる。ここで、特開２０１６－２０８６１１号公報（特許文献３）には、主幹ブレーカ、複数のバスバー及び複数の分岐ブレーカのそれぞれがユニット化された分電盤が開示される。ユニット化された主幹ブレーカ、複数のバスバー及び複数の分岐ブレーカの間には、無駄なスペースが全くないため、複数のバイパス回路を増設することはほとんど不可能に近い。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、疑似漏電を生じさせることによって複数の分岐ブレーカを個別に遮断させることができ、且つ極めてシンプルな回路によって構成することが可能な放電検出システムを提供することを目的とする。
（１）上記の目的を達成するために、本発明の放電検出システムは、主幹ブレーカ、複数の分岐ブレーカ、複数の放電検出ユニット及び少なくとも１つの電流制限抵抗を備える放電検出システムであって、前記主幹ブレーカは、電源を出力するための複数の電極を有し、前記分岐ブレーカのそれぞれは、前記主幹ブレーカの複数の電極のうちの少なくとも２つに電気的に接続される第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極に流れる電流Ｉ１と前記第２の電極に流れる電流Ｉ２との間の電流値の差に基づいて回路を遮断するように構成され、前記放電検出ユニットのそれぞれは、放電検出部及びスイッチを備え、前記放電検出部は、前記分岐ブレーカの前記第１の電極と前記第２の電極との間に電気的に接続され、前記回路の電圧又は電流に重畳された所定の周波数以上のノイズを検出するように構成され、前記スイッチは、前記分岐ブレーカの前記第１の電極に電気的に接続され、前記放電検出ユニットのそれぞれの前記スイッチの２次側は、共通の第１の電路に電気的に接続され、前記第１の電路は、前記主幹ブレーカの複数の電極のうち、前記分岐ブレーカの前記第１の電極が電気的に接続された電極とは異なる電極に電気的に接続され、前記電流制限抵抗は、前記スイッチが閉状態となったときに、電流Ｉ１の一部の電流ＩＥを前記第１の電路に流す。
（２）好ましくは、上記（１）の放電検出システムにおいて、前記放電検出ユニットのそれぞれと信号を送受信することが可能な制御ユニットをさらに備え、前記放電検出ユニットのそれぞれは、共通の第２の電路を介して、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記放電検出ユニットは、前記放電検出部によって前記ノイズが検出された場合に、第１の信号を送信し、前記制御ユニットは、前記第１の信号に基づいて、前記回路で放電が発生したか否かを判定し、放電が発生したと判定した場合に、第２の信号を送信し、前記第１の信号を送信した前記放電検出ユニットは、前記第２の信号に基づいて、前記スイッチを閉状態にする。
（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の放電検出システムにおいて、前記放電検出ユニットのそれぞれに対応する複数の前記電流制限抵抗を備え、前記電流制限抵抗は、前記放電検出ユニットのそれぞれに組み込まれ、前記スイッチの二次側に電気的に接続され、前記電流制限抵抗の二次側に、前記第１の電路が電気的に接続される。
（４）好ましくは、上記（２）の放電検出システムにおいて、前記放電検出ユニットのそれぞれに対応する１つの前記電流制限抵抗を備え、前記電流制限抵抗は、前記制御ユニットに組み込まれ、前記制御ユニットが、前記第１の電路の途中に電気的に接続される。
（５）好ましくは、上記（２）又は（４）の放電検出システムにおいて、前記制御ユニットは、複数の前記放電検出ユニットのそれぞれから受信した前記第１の信号に基づいて、２つ以上の前記回路で放電が発生したと判定した場合、２つ以上の前記放電検出ユニットのそれぞれに前記第２の信号を送信するタイミングを異ならせる。
（６）好ましくは、上記（５）の放電検出システムにおいて、前記制御ユニットは、２つ以上の前記放電検出ユニットのうちのいずれか１つに前記第２の送信信号を送信した後、同じ前記放電検出ユニットに第３の信号を送信し、前記第３の信号に対する応答がないことに基づいて、異なる前記放電検出ユニットに前記第２の送信信号を送信する。
　本発明の放電検出システムは、疑似漏電を生じさせることによって複数の分岐ブレーカを個別に遮断させることができ、且つ極めてシンプルな回路によって構成することが可能である。したがって、本発明の放電検出システムでは、特開昭５６－４８０２２号公報の第５図に示されるバイパス回路を、複数の放電検出ユニットのそれぞれに増設する手間が掛からない。
図１は、第１実施形態に係る放電検出システムを備えた分電盤を示す概略図である。 図２は、上記の放電検出システムを構成する主幹ブレーカ、１つの分岐ブレーカ、１つの放電検出ユニット、制御ユニット及び電路を示す概略図である。 図３は、上記の放電検出ユニットを構成するスイッチが閉じた状態を示す概略図である。 図４は、上記の放電検出ユニットを構成するスイッチが開いた状態のときの電流の流れを示す概略図である。 図５は、上記の放電検出ユニットを構成するスイッチが閉じた状態のときの電流の流れを示す概略図である。 図６は、第２実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ、１つの分岐ブレーカ、１つの放電検出ユニット、制御ユニット及び電路を示す概略図である。 図７は、第３実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ、１つの分岐ブレーカ、１つの放電検出ユニット、制御ユニット及び電路を示す概略図である。 図８Ａ～図８Ｄは、第１実施形態の放電検出システムにおいて、放電が検出されてから分岐ブレーカが遮断されるまでの動作を示す概略図である。 図９Ａ～図９Ｄは、第４実施形態に係る放電検出システムの制御処理の流れを示す概略図である。 図１０は、第５実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ、２つの分岐ブレーカ、２つの放電検出ユニット及び電路を示す概略である。
　以下、本発明の第１～第５実施形態に係る放電検出システムについて、図面を参照しつつ説明する。
１．第１実施形態
　まず、本発明の第１実施形態に係る放電検出システムについて、図１～図５及び図８を参照しつつ説明する。図１に示されるように、本実施形態の放電検出システムは、分電盤Ｄに組み込まれる。分電盤Ｄは、主幹ブレーカ１０、８つの分岐ブレーカ２０、８つの放電検出ユニット３０、制御ユニット４０、及びこれらを電気的に接続するための配線８１、配線８３、母線、その他の電路を備える。
　なお、分岐ブレーカ２０及び放電検出ユニット３０の数は、特に限定されるものではない。分岐ブレーカ２０及び放電検出ユニット３０の数は、７つ以下であってもよく、９つ以上であってもよい。また、配線８１、配線８３、母線、その他の電路の形態は、特に限定されるものではない。例えば、配線８１、配線８３、母線、その他の電路として、電線及び／又はバスバーを用いることができる。
　主幹ブレーカ１０及び分岐ブレーカ２０は、分電盤Ｄの一般的な構成要素である。主幹ブレーカ１０には、図示しない屋外配線から商用電源が供給される。この商用電源は、複数の分岐ブレーカ２０のそれぞれを介して、屋内配線に供給される。屋内配線には、図示しない複数の負荷が電気的に接続される。
　本実施形態の主幹ブレーカ１０は、単相３線式（3 Pole 2 Element）であり、３つの電極を備える。３つの電極は、図２に示されるＬ１相、Ｌ２相及びＮ相に対応する。Ｌ１相及びＬ２相は、いずれも電圧相である。Ｎ相は、中性相である。３つの電極のそれぞれに母線が電気的に接続される。ここで、図１中の右側に位置する４つの分岐ブレーカ２０は、Ｌ１相の母線及びＮ相の母線に電気的に接続される。一方、図１中の左側に位置する４つの分岐ブレーカ２０は、Ｌ２相の母線及びＮ相の母線に電気的に接続される。
　なお、主幹ブレーカ１０は、過電流及び短絡を検出して回路を遮断するサーキットブレーカであってもよい。好ましくは、主幹ブレーカ１０は、漏電を検出して回路を遮断する漏電ブレーカとする。
　本実施形態の分岐ブレーカ２０は、漏電ブレーカであり、漏電を検出して回路を遮断する機能を有する。図２に示されるように、分岐ブレーカ２０は、ＺＣＴ（Zero-phase Current Transformer）２１と、２つのスイッチ２２とを備える。第１のスイッチ２２は、Ｌ１相の母線と放電検出ユニット３０との間に電気的に接続される。第２のスイッチ２２は、Ｎ相の母線と放電検出ユニット３０との間に電気的に接続される。これらのスイッチ２２に電気的に接続された２つの電線は、ＺＣＴ２１を貫通する。ＺＣＴ２１は、２つの電線に流れる電流Ｉ１、Ｉ２の電流値の差に基づいて、漏電を検出する。ＺＣＴ２１が漏電を検出した場合、２つのスイッチ２２が開状態となり、分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が停止される。
　図１に示される８つの分岐ブレーカ２０のそれぞれの二次側には、放電検出ユニット３０が電気的に接続される。８つの放電検出ユニット３０の二次側は、共通の２つの配線８３に電気的に接続される。図２に示されるように、放電検出ユニット３０は、放電検出部３１、スイッチ３２、電流制限抵抗３３及び内部通信部３４を備える。
　放電検出部３１は、例えば、ＣＲ回路であり、コンデンサと抵抗とが直列に接続された構成となっている。放電検出部３１は、分岐ブレーカ２０の正極（第１の電極）と負極（第２の電極）との間に電気的に接続される。ここで、屋内配線又は負荷において放電が発生した場合は、電圧又は電流に高周波ノイズが重畳される。放電検出部３１は、所定の周波数以上のノイズ成分を通過させることによって、放電を検出する。
　内部通信部３４は、２つの配線８３を介して、制御ユニット４０に電気的に接続される。一の配線８３は電圧相であり、他の配線８３は接地相である。内部通信部３４と制御ユニット４０とは、接地相の配線８３を通じて、互いに信号を送受信する。内部通信部３４は、放電検出部３１によって放電が検出された場合に、制御ユニット４０に信号を出力する。この信号には、ノイズに関する情報の他に、８つの放電検出ユニット３０を識別するためのアドレスが含まれる。制御ユニット４０は、内部通信部３４から送信された第１の信号に基づいて、ノイズのレベル、ノイズの検出時刻、及びノイズの継続時間などの情報を取得する。制御ユニット４０は、放電が発生したと判別した場合に、内部通信部３４に第２の信号を出力する。内部通信部３４は、制御ユニット４０からの第２の信号に基づいて、スイッチ３２を開状態から閉状態に切り替える（図３を参照）。これにより、スイッチ３２が、電流制限抵抗３３と電気的に接続される。電流制限抵抗３３の二次側は、電圧相の配線８３に電気的に接続される。
　スイッチ３２及び電流制限抵抗３３は、疑似漏電を生じさせるための回路を構成する。図３に示されるように、スイッチ３２が閉状態になると、Ｌ１相の母線から分岐ブレーカ２０に流れる電流Ｉ１の一部の電流ＩＥが、電流制限抵抗３３を介して、電圧相の配線８３に流れる。この電流ＩＥが疑似漏電であり、電流制限抵抗３３の抵抗値に応じた電流値を有する。電流ＩＥは、配線８３に電気的に接続されたＮ相の母線に流れる。スイッチ３２が閉状態となった場合、分岐ブレーカ２０に出入りする電流Ｉ１、Ｉ２、ＩＥの関係は、Ｉ１＝Ｉ２＋ＩＥとなる。Ｉ１≠Ｉ２となった場合、分岐ブレーカ２０のＺＣＴ２１が、２つのスイッチ２２を閉状態から開状態に切り替える。これにより、放電検出ユニット３０の一次側に電気的に接続された分岐ブレーカ２０が遮断される。この結果、この分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が停止される。
　ここで、漏電ブレーカである分岐ブレーカ２０は、漏電を検出するための感度電流の値が設定されている。漏電の電流値が、感度電流の値を超える場合、ＺＣＴ２１は、２つのスイッチ２２を閉状態から開状態に切り替える。このため、電流制限抵抗３３の抵抗値を選定することによって、電流ＩＥの電流値が感度電流の値を超えるようにする。
　本実施形態の放電検出システムでは、図１に示される８つの放電検出ユニット３０のそれぞれが電流制限抵抗３３を備える構成となっている。仮に、８つの分岐ブレーカ２０に設定された感度電流の値が異なる場合であっても、分岐ブレーカ２０ごとに、最適な抵抗値を有する電流制限抵抗３３を適用することが可能となる。
　図２に示されるように、制御ユニット４０は、２つの配線８１を介して、Ｌ１相及びＮ相の母線に電気的に接続される。制御ユニット４０は、Ｌ１相の母線から電力の供給を受ける。制御ユニット４０は、演算部４１、外部通信部４２及び表示部４３を備える。
　演算部４１は、２つの配線８３に電気的に接続される。演算部４１は、接地相の配線８３を通じて、８つの放電検出ユニット３０のそれぞれと信号を送受信する。一方、電圧相の配線８３は、制御ユニット４０内において、接地相の配線８１に電気的に接続される。これにより、放電検出ユニット３０の電流制限抵抗３３を通過した電流ＩＥは、電圧相の配線８３から接地相の配線８１を経由して、Ｎ相の母線に流れる（図５を参照）。
　ここで、本実施形態では、電流ＩＥが流れる共通の電路を、２つの配線８３、８１で構成しているが、この構成に限定されるものではない。電流ＩＥが流れる共通の電路は、１つの配線、又は３つ以上の配線で構成してもよい。この場合の配線は、電線及び／又はバスバーのいずれであってもよい。
　演算部４１は、内部通信部３４から送信された信号に基づいて、上述したノイズのレベル、ノイズの検出時刻、及びノイズの継続時間などの情報を取得する。また、演算部４１は、ノイズのレベルに基づいて、放電が発生したか否かを判定する処理を実行する。例えば、演算部４１は、閾値を超えるレベルのノイズが検出された場合に、放電が発生したと判別する。さらに、演算部４１は、複数の放電検出ユニット３０において、閾値を超えるレベルのノイズが検出された場合に、いずれか１つの放電検出ユニット３０を特定する処理を実行する。例えば、演算部４１は、ノイズの検出時刻に基づいて、複数の放電検出ユニット３０のうちからノイズの検出時刻が最も早い放電検出ユニット３０を特定する。ノイズの検出時刻が最も早いことは、最も早くノイズが伝達されたことを意味し、放電の発生源との関連性が高いと考えられる。なお、演算部４１は、内部通信部３４との間で信号を送受信するための内部通信部４１ａの機能を有する。
　外部通信部４２は、図示しない外部機器に情報を送信するためのものである。例えば、演算部４１の処理によって得られた放電に関する情報は、外部通信部４２から外部機器に送信される。表示部４３は、情報を視覚的に表示するためのディスプレイ及び／又はＬＥＤランプである。例えば、表示部４３は、放電が発生したことを、文字、画像、光などによって視覚的に報知する。
　次に、本実施形態の放電検出システムの動作について、図４、図５及び図８Ａ～図８Ｄを参照しつつ説明する。
　図４は、放電検出システムを構成する主幹ブレーカ１０、１つの分岐ブレーカ２０、１つの放電検出ユニット３０、制御ユニット４０及び電路を示す。図４中の放電検出ユニット３０において、放電検出部３１は、未だ放電を検出していない。このため、スイッチ３２が開状態になっている。図４中の鎖線は、スイッチ３２が開状態のときの電流の経路を示す。電流は、Ｌ１相の母線から分岐ブレーカ２０の正極に流れ、放電検出ユニット３０の放電検出部３１を通って、分岐ブレーカ２０の負極からＮ相の母線に流れる。スイッチ３２が開状態となった場合、分岐ブレーカ２０に出入りする電流Ｉ１、Ｉ２の関係は、Ｉ１＝Ｉ２となる。Ｉ１＝Ｉ２の場合、分岐ブレーカ２０のＺＣＴ２１は動作せず、２つのスイッチ２２が閉状態を維持する。この結果、この分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給もまた維持される。
　図４中の放電検出ユニット３０において、放電検出部３１が放電を検出した場合、内部通信部３４は、第１の信号を送信する（図８Ａ中の鎖線の矢印を参照）。この第１の信号は、接地相の配線８３を通じて、制御ユニット４０の演算部４１（内部通信部４１ａ）に受信される。演算部４１は、受信した第１の信号に基づいて、この第１の信号を送信した放電検出ユニット３０を識別し、及び放電が発生したか否かを判定する。放電が発生したと判定した場合、演算部４１は、識別された特定の放電検出ユニット３０に第２の信号を送信する（図８Ｂ中の鎖線の矢印を参照）。この第２の信号は、接地相の配線８３を通じて、図４中の放電検出ユニット３０の内部通信部３４に受信される。内部通信部３４は、受信した第２の信号に基づいて、スイッチ３２を開状態から閉状態に切り替える。
　図５は、放電検出ユニット３０のスイッチ３２が閉状態のときの放電検出システムを示す。図５中の鎖線は、放電検出ユニット３０のスイッチ３２が閉状態のときの電流の経路を示す。スイッチ３２が閉状態になると、Ｌ１相の母線から分岐ブレーカ２０の正極に流れる電流Ｉ１の一部の電流ＩＥが、電流制限抵抗３３を介して、電圧相の配線８３に流れる。電流ＩＥは、電圧相の配線８３から接地相の配線８１を経由して、Ｎ相の母線に流れる。一方、電流Ｉ１から電流ＩＥを差し引いた残りの電流Ｉ２は、放電検出ユニット３０の放電検出部３１を通って、分岐ブレーカ２０の負極からＮ相の母線に流れる（以上については、図８Ｃ中の実線の矢印を参照）。
　図５に示されるように、スイッチ３２が閉状態となった場合、分岐ブレーカ２０に出入りする電流Ｉ１、Ｉ２、ＩＥの関係は、Ｉ１＝Ｉ２＋ＩＥとなる。Ｉ１≠Ｉ２となった場合、分岐ブレーカ２０のＺＣＴ２１が、２つのスイッチ２２を閉状態から開状態に切り替える（図８Ｄ中のスイッチ２２を参照）。これにより、放電検出ユニット３０の一次側に電気的に接続された分岐ブレーカ２０が遮断される。この結果、この分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が停止される。
　上述した本実施形態の放電検出システムによれば、疑似漏電を生じさせることによって８つの分岐ブレーカ２０を個別に遮断させることができる。また、本実施形態の放電検出システムは、図１に示される３つの配線８１、８３、８３からなる極めてシンプルな回路によって構成することが可能である。すなわち、８つの放電検出ユニット３０は、接地相の配線８３を共有し、制御ユニット４０と信号を送受する。また、８つの放電検出ユニット３０は、電圧相の配線８３及び接地相の配線８１を共有し、これらの配線８３、８１を疑似漏電（電流ＩＥ）の経路とする。したがって、本実施形態の放電検出システムでは、特開昭５６－４８０２２号公報の第５図に示されるバイパス回路を、８つの放電検出ユニット３０のそれぞれに増設する手間が掛からない。
２．第２実施形態
　上述した第１実施形態の放電検出システムでは、制御ユニット４０の接地相の配線８１が、Ｎ相の母線に電気的に接続される構成となっている（図５を参照）。このような構成とした理由は、図１に示される８つの分岐ブレーカ２０の正極が、Ｌ１相及びＬ２相の母線に接続されているからである。制御ユニット４０の接地相の配線８１は、疑似漏電（電流ＩＥ）の経路である。配線８１を流れる疑似漏電が、分岐ブレーカ２０の正極に戻されるとＩ１＝Ｉ２となり、分岐ブレーカ２０が遮断されなくなる。したがって、疑似漏電の経路となる配線８１は、分岐ブレーカ２０の正極が電気的に接続されていない相の母線に、電気的に接続する必要がある。
　図６は、本発明の第２実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ１０、１つの分岐ブレーカ２０、１つの放電検出ユニット３０、制御ユニット４０及び電路を示す。例えば、放電検出システムを構成する全ての分岐ブレーカ２０の正極が、Ｌ１相の母線に電気的に接続されているならば、疑似漏電の経路となる配線８１は、Ｌ２相の母線に電気的に接続してもよい。つまり、電流ＩＥの経路は、疑似漏電である電流ＩＥが、分岐ブレーカ２０の正極に戻されないことを条件に、特に限定されるものではない。
３．第３実施形態
　図７は、本発明の第３実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ１０、１つの分岐ブレーカ２０、１つの放電検出ユニット３０、制御ユニット４０及び電路を示す。上述した第１実施形態の放電検出システムでは、８つの放電検出ユニット３０のそれぞれが、電流制限抵抗３３を備える構成となっている（図４を参照）。しかし、図７に示されるように、制御ユニット４０が、１つの電流制限抵抗３３を備える構成としてもよい。図７中の電流制限抵抗３３は、電圧相の配線８３と接地相の配線８１との間に電気的に接続される。１つの電流制限抵抗３３は、８つの放電検出ユニット３０のそれぞれが疑似漏電を生じさせるために用いられる。
　例えば、図７中の電流制限抵抗３３の抵抗値は、１つの分岐ブレーカ２０を遮断させることが可能な電流値の疑似漏電を生じさせる値とする。この場合は、スイッチ３２が閉状態となった放電検出ユニット３０に電気的に接続された、１つの分岐ブレーカ２０のみが遮断される。また例えば、図７中の電流制限抵抗３３の抵抗値は、８つの分岐ブレーカ２０を全て遮断させることが可能な電流値の疑似漏電を生じさせる値としてもよい。この場合は、複数の放電検出ユニット３０のスイッチ３２がほぼ同時に閉状態となったときに、これらの放電検出ユニット３０に電気的に接続された、複数の分岐ブレーカ２０がほぼ同時に遮断される。
　なお、図７中の電流制限抵抗３３の抵抗値を、１つの分岐ブレーカ２０の感度電流に応じた値とした場合でも、次に述べる第４実施形態の制御処理によって、複数の分岐ブレーカ２０を順次に遮断させることが可能である。すなわち、複数の放電検出ユニット３０がほぼ同時に放電を検出した場合、制御ユニット４０の演算部４１は、複数の放電検出ユニット３０に信号を送信するタイミングを異ならせる。これにより、複数の放電検出ユニット３０のスイッチ３２が閉状態になるタイミングが異なる。この結果、１つの電流制限抵抗３３によって、複数の放電検出ユニット３０のそれぞれに疑似漏電を生じさせることが可能となる。
４．第４実施形態
　次に、本発明の第４実施形態に係る放電検出システムについて、図９Ａ～図９Ｄを参照しつつ説明する。本実施形態の放電検出システムは、制御ユニット４０の演算部４１によって実行される複数の放電検出ユニット３０の制御処理に特徴がある。図９Ａ～図９Ｄは、制御ユニット４０の演算部４１によって実行される２つの放電検出ユニット３０の制御処理を例示する。
　複数の放電検出ユニット３０がほぼ同時に放電を検出する場合がある。このような場合、制御ユニット４０の演算部４１は、複数の放電検出ユニット３０に第２の信号を送信するタイミングを異ならせる。これにより、複数の放電検出ユニット３０のスイッチ３２が閉状態になるタイミングが異なる。この結果、複数の放電検出ユニット３０のそれぞれに電気的に接続された複数の分岐ブレーカ２０は、順次に遮断される。
　図９Ａに示される２つの放電検出ユニット３０がほぼ同時に放電を検出した場合、制御ユニット４０の演算部４１は、２つの放電検出ユニット３０のそれぞれから受信した第１の信号に基づいて、放電が発生したか否かを判定する。ここでは、演算部４１が、２つの第１の信号のそれぞれについて、放電が発生したと判定したこととする。
　図９Ａ中の鎖線の矢印に示されるように、制御ユニット４０の演算部４１（内部通信部４１ａ）は、第１の放電検出ユニット３０に第２の信号を送信する。この第２の信号は、第１の放電検出ユニット３０の内部通信部３４を動作させるためのコマンドである。第２の信号を受信した内部通信部３４は、第１の放電検出ユニット３０のスイッチ３２を開状態から閉状態に切り替え、疑似漏電を生じさせる。この疑似漏電によって、第１の放電検出ユニット３０に電気的に接続された第１の分岐ブレーカ２０が遮断される（図９Ｂ中の２つのスイッチ２２を参照）。この結果、第１の分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が断たれる。
　次に、図９Ｂ中の鎖線の矢印に示されるように、制御ユニット４０の演算部４１は、第１の放電検出ユニット３０に第３の信号を送信する。この第３の信号は、第１の放電検出ユニット３０の内部通信部３４に応答を求めるコマンドである。第１の分岐ブレーカ２０が遮断されているため、第１の放電検出ユニット３０への電力の供給は断たれている。したがって、第３の信号に対する第１の放電検出ユニット３０の応答はない。制御ユニット４０の演算部４１は、第３の信号に対する応答がないことに基づいて、第１の分岐ブレーカ２０が遮断されたと判定する。制御ユニット４０の演算部４１は、第２の放電検出ユニット３０の制御処理に移行する。
　次に、図９Ｃ中の鎖線の矢印に示されるように、制御ユニット４０の演算部４１は、第２の放電検出ユニット３０に第２の信号を送信する。第２の信号を受信した内部通信部３４は、第２の放電検出ユニット３０のスイッチ３２を開状態から閉状態に切り替え、疑似漏電を生じさせる。この疑似漏電によって、第２の放電検出ユニット３０に電気的に接続された第２の分岐ブレーカ２０が遮断される（図９Ｄ中の２つのスイッチ２２を参照）。この結果、第２の分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が断たれる。
　次に、図９Ｄの鎖線の矢印に示されるように、制御ユニット４０の演算部４１は、第２の放電検出ユニット３０に第３の信号を送信する。第２の分岐ブレーカ２０が遮断されているため、第２の放電検出ユニット３０への電力の供給は断たれている。したがって、第３の信号に対する第２の放電検出ユニット３０の応答はない。制御ユニット４０の演算部４１は、第３の信号に対する応答がないことに基づいて、第２の分岐ブレーカ２０が遮断されたと判定する。これにより、本実施形態の制御処理は終了する。
　仮に、３つ以上の放電検出ユニット３０がほぼ同時に放電を検出した場合、制御ユニット４０の演算部４１は、３つ以上の放電検出ユニット３０に対して、上記と同様の制御処理を繰り返し実行する。これにより、３つ以上の放電検出ユニット３０のそれぞれに電気的に接続された複数の分岐ブレーカ２０を、順次に遮断させることができる。
　本実施形態の制御処理によれば、建物内に配線された複数の屋内配線及び／又は複数の負荷においてほぼ同時に放電が発生した場合でも、複数の分岐ブレーカ２０を順次に遮断させることができ、放電による事故を確実に防止することができる。
５．第５実施形態
　図１０は、本発明の第５実施形態に係る放電検出システムを構成する主幹ブレーカ１０、２つの分岐ブレーカ２０、２つの放電検出ユニット３０及び電路を示す。本実施形態の放電検出システムは、図１に示される制御ユニット４０を有しない。また、本実施形態の放電検出システムを構成する２つの分岐ブレーカ２０は、いずれも内部通信部３４を有しない。２つの放電検出ユニット３０のそれぞれの電流制限抵抗３３は、１つの配線８５に電気的に接続される。配線８５は、Ｎ相の母線に電気的に接続される。なお、配線８５の種類は、特に限定されるものではなく、電線又はバスバーのいずれであってもよい。
　放電検出ユニット３０の放電検出部３１は、放電を検出した場合に、スイッチ２２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、Ｌ１相の母線から分岐ブレーカ２０に流れる電流Ｉ１の一部の電流ＩＥが、電流制限抵抗３３を介して、配線８５に流れる。この電流ＩＥが疑似漏電であり、電流制限抵抗３３の抵抗値に応じた電流値を有する。電流ＩＥは、配線８５に電気的に接続されたＮ相の母線に流れる。スイッチ３２が閉状態となった場合、分岐ブレーカ２０に出入りする電流Ｉ１、Ｉ２、ＩＥの関係は、Ｉ１＝Ｉ２＋ＩＥとなる。Ｉ１≠Ｉ２となった場合、分岐ブレーカ２０のＺＣＴ２１が、２つのスイッチ２２を閉状態から開状態に切り替える。これにより、放電検出ユニット３０の一次側に電気的に接続された分岐ブレーカ２０が遮断される。この結果、この分岐ブレーカ２０の二次側への電力の供給が停止される。
　本実施形態の放電検出システムによれば、上述した第１～第３実施形態と同様に、疑似漏電を生じさせることによって複数の分岐ブレーカ２０を個別に遮断させることができる。また、本実施形態の放電検出システムは、図１０に示される１つの配線８５からなる極めてシンプルな回路によって構成することが可能である。したがって、複数の放電検出ユニット３０を増設するための配線の手間が掛からない。
６．その他
　本発明の放電検出システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の放電検出システムは、図面に示された単相３線式の配線方式に限定されるものではなく、例えば、三相３線式又は三相４線式の配線方式に適用することができる。また、疑似漏電の共通の経路となる２つの配線８１、８３は、連続する１つの電線又はバスバーに置き換えることが可能である。
　１０　主幹ブレーカ
　２０　分岐ブレーカ
　２１　ＺＣＴ
　２２　スイッチ
　３０　放電検出ユニット
　３１　放電検出部
　３２　スイッチ
　３３　電流制限抵抗
　３４　内部通信部
　４０　制御ユニット
　４１　演算部
　４１ａ　内部通信部
　４２　外部通信部
　４３　表示部
　８１、８３、８５　配線

Claims (6)

  1. 　主幹ブレーカ、複数の分岐ブレーカ、複数の放電検出ユニット及び少なくとも１つの電流制限抵抗を備える放電検出システムであって、
    　前記主幹ブレーカは、電源を出力するための複数の電極を有し、
    　前記分岐ブレーカのそれぞれは、前記主幹ブレーカの複数の電極のうちの少なくとも２つに電気的に接続される第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極に流れる電流Ｉ１と前記第２の電極に流れる電流Ｉ２との間の電流値の差に基づいて回路を遮断するように構成され、
    　前記放電検出ユニットのそれぞれは、放電検出部及びスイッチを備え、前記放電検出部は、前記分岐ブレーカの前記第１の電極と前記第２の電極との間に電気的に接続され、前記回路の電圧又は電流に重畳された所定の周波数以上のノイズを検出するように構成され、前記スイッチは、前記分岐ブレーカの前記第１の電極に電気的に接続され、
    　前記放電検出ユニットのそれぞれの前記スイッチの２次側は、共通の第１の電路に電気的に接続され、
    　前記第１の電路は、前記主幹ブレーカの複数の電極のうち、前記分岐ブレーカの前記第１の電極が電気的に接続された電極とは異なる電極に電気的に接続され、
    　前記電流制限抵抗は、前記スイッチが閉状態となったときに、電流Ｉ１の一部の電流ＩＥを前記第１の電路に流す、放電検出システム。
  2. 　前記放電検出ユニットのそれぞれと信号を送受信することが可能な制御ユニットをさらに備え、
    　前記放電検出ユニットのそれぞれは、共通の第２の電路を介して、前記制御ユニットに電気的に接続され、
    　前記放電検出ユニットは、前記放電検出部によって前記ノイズが検出された場合に、第１の信号を送信し、
    　前記制御ユニットは、前記第１の信号に基づいて、前記回路で放電が発生したか否かを判定し、放電が発生したと判定した場合に、第２の信号を送信し、
    　前記第１の信号を送信した前記放電検出ユニットは、前記第２の信号に基づいて、前記スイッチを閉状態にする、請求項１に記載の放電検出システム。
  3. 　前記放電検出ユニットのそれぞれに対応する複数の前記電流制限抵抗を備え、前記電流制限抵抗は、前記放電検出ユニットのそれぞれに組み込まれ、前記スイッチの二次側に電気的に接続され、前記電流制限抵抗の二次側に、前記第１の電路が電気的に接続される、請求項１又は２に記載の放電検出システム。
  4. 　前記放電検出ユニットのそれぞれに対応する１つの前記電流制限抵抗を備え、前記電流制限抵抗は、前記制御ユニットに組み込まれ、前記制御ユニットが、前記第１の電路の途中に電気的に接続される、請求項２に記載の放電検出システム。
  5. 　前記制御ユニットは、複数の前記放電検出ユニットのそれぞれから受信した前記第１の信号に基づいて、２つ以上の前記回路で放電が発生したと判定した場合、２つ以上の前記放電検出ユニットのそれぞれに前記第２の信号を送信するタイミングを異ならせる、請求項２又は４に記載の放電検出システム。
  6. 　前記制御ユニットは、２つ以上の前記放電検出ユニットのうちのいずれか１つに前記第２の送信信号を送信した後、同じ前記放電検出ユニットに第３の信号を送信し、前記第３の信号に対する応答がないことに基づいて、異なる前記放電検出ユニットに前記第２の送信信号を送信する、請求項５に記載の放電検出システム。
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