JP2006092913A - 電流検出器内蔵プラグユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 プラグ端子を接続可能な母線バーを備えた配電盤のブレーカ、端子台などの任意のユニットに電流検出器を工場からの出荷段階において取り付けることができる技術を提供する。
【解決手段】 底部にプラグ端子４を備えるとともに、本体１の上面に取り付けられるブレーカ３の電源端子１１とプラグ端子４とを接続する接続バー７を備えたプラグユニットに、ホール素子１４やＣＴなどの電流検出器を内蔵させる。電流検出器は接続バー７の立ち上げ部９に設置することが好ましい。また電流検出器の検出信号出力端子１６もプラグユニット上に設けた構造とすることが好ましい。プラグユニットは、本体１の前面部にプラグ端子４を備えるとともに、本体１の後面部に取り付けられる機器の電源端子１１とプラグ端子４とを接続する導体を備えたものとしてもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブレーカ、端子台等の機器を母線バーに接続するためのプラグ端子を備えたプラグユニットに、電流検出器を備えた電流検出器内蔵プラグユニットに関するものである。

配電盤や分電盤内で電流値等を計測する場合は、特許文献１に示すように、主幹ブレーカの負荷側にＣＴを取り付け、信号線を計測器まで引き回すことが一般的である。しかし、最近の環境に対する意識の高まりから個々の分岐ブレーカに電流検出器を設け、接続される負荷機器の電力使用状況を監視したいという需要が高まりつつある。このような場合には、分岐ブレーカの負荷側にＣＴを取り付けることが考えられるが、負荷側の配線を行わないとＣＴの取り付けができないため、工事現場においてＣＴの取り付け作業が必要であった。特に大型の配電盤では負荷側の配線が密集するうえ、負荷側配線の電線ケーブル自体が太いので、ＣＴを取り付けることが容易ではなかった。
特開２００３−１１１２１５号公報（図１５、図１８、図１９等）

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、プラグ端子を接続可能な母線バーを備えた配電盤のブレーカ、端子台などの任意のユニットに電流検出器を工場からの出荷段階において取り付けることができる技術を提供することである。

本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、プラグ端子を接続可能な母線バーを備えた配電盤に接続されるプラグユニットに電流検出器を内蔵することにより、上記の課題を解決できることを見出した。なお、プラグユニットは、本体の底面にプラグ端子を備えるとともに、本体の上面に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子と底部のプラグ端子とを備えるとともに、本体上面に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子と底部のプラグ端子とを接続する接続バーを備えたものか、本体の前面部にプラグ端子を備えるとともに、本体の後面部に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子とプラグ端子とを接続する導体を備えたものである。

本発明はこのようにしてなされたものであり、請求項１の発明は、本体の底部にプラグ端子を備えるとともに、本体の上面に取り付けられるブレーカの電源端子と底部のプラグ端子とを接続する接続バーを備えたプラグユニットに、電流検出器を内蔵させたことを特徴とするものである。なおこの電流検出器を、本体底部からの接続バーの立ち上げ部に設けた構造とすることができ、また電流検出器の検出信号出力端子を、プラグユニット上に設けた構造とすることができる。さらに請求項４の発明は、本体の前面部にプラグ端子を備えるとともに、本体の後面部に取り付けられる機器の電源端子とプラグ端子とを接続する導体を備えたプラグユニットに、電流検出器を内蔵させたことを特徴とするものである。

本発明の電流検出器内蔵プラグユニットを配電盤に組み込むことにより、工場からの出荷段階から電流検出器を組み込むことができ、工事現場での取り付け作業は不要となる。また本発明の電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、配電盤内の母線バーに接続される任意の機器に電流検出器を取り付けることができる。

以下に本発明の実施形態を示す。第１〜第１３の実施形態ではプラグユニットは本体の底面部にプラグ端子を備えたものであり、第１４〜第１５の実施形態ではプラグユニットは本体の前面部にプラグ端子を備えたものである。また、電流検出器はＣＴまたはホール素子が採用されている。なお、ホール素子は半導体を磁界Ｈの中において磁界Ｈと直角方向に電流Ｉを流すと、ＨとＩの両方に直角方向にホール起電力Ｖが生ずる現象を利用して電流検出を行う素子である。

（第1の実施形態）
図１は本発明の第1の実施形態を示す図であり、１はプラグユニットの本体である。図２及び図３に示されるように、本体１は無底のボックス状のものであり、その上面２は機器であるブレーカ３が取り付けられる平面となっている。なお、機器はブレーカに限らず,例えば端子台であってもよい。本体１の下部は空洞であり、その内部に３個のプラグ端子４が配置されている。また本体１の下部の両側面には、配電盤の３相の母線バー５を挿入できる凹部６が３列に形成されている。このため図１に示すように本体１を配電盤内に設置された３相の母線バー５の上から差込み、３個のプラグ端子４を各母線バー５にそれぞれ接続させることができる。そして図４に示すように、母線バー５上にプラグユニットを複数個並列して配置することにより、配電盤の分岐回路を構成している。

また本体１には、３本の接続バー７が設けられている。図２に示すように、これらの接続バー７は水平部８と立ち上げ部９と屈曲部１０とからなり、水平部８の先端にはプラグ端子４が取り付けられている。また屈曲部１０は、本体１の上面２に取り付けられるブレーカ３の電源端子１１との接続部となっており、屈曲部１０をネジ１２により電源端子１１に接続すれば、ブレーカ３の電源端子１１と底部のプラグ端子４とが接続され、３相の母線バー５からブレーカ３に給電することができる。なお接続バー７の立ち上げ部９及び屈曲部１０が外部に露出すると危険であるため、樹脂製で中空の端子カバー１３が着脱自在に取り付けられている。

以上に説明したプラグユニット自体は公知のものであるが、本発明ではこのようなプラグユニットに電流検出器が搭載される。この第1の実施形態では電流検出器はホール素子１４であり、図１に示すとおり接続バー７の立ち上げ部９に沿って配置されている。またホール素子１４の信号増幅回路１５が、外側に拡張された端子カバー１３の内部に配置され、その上面に検出信号出力端子１６が配置されている。なお、図１では１つの接続バー７のみが示されているが、３つの接続バー７につき同様の構造とすることができる。また、信号増幅回路に供給する電源は、接続バー７から引き出したものを整流したものとする。

このような電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、ブレーカ３に流れる電流をホール素子１４により検出し、計測値を検出信号出力端子１６から外部に取り出すことができる。なお電圧は図４及び図５に示すように電圧検出用端子台１７を配電盤の母線バー５の上に取り付け、電圧信号を取り出すことができる。この電圧検出用端子台１７は孔部１８に埋め込まれた銅片が母線バー５に接触し、計測器のプラグを差し込んで電圧を計測できるものであるが、図示のようにこの孔部１８をネジ孔とし、電圧検出用リード線１９をネジ２０により取り付けるようにしてもよい。このようにして電流のほかに電圧を測定すれば、計測器に電力を演算表示させることも可能となる。なおこの図５の電圧検出用端子台１７は、配電盤の２次送り端子台として使用することも可能である。

（第２の実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態を示す図である。図１に示した第1の実施形態ではホール素子１４を接続バー７の立ち上げ部９に沿って配置したが、第２の実施形態ではホール素子１４を端子カバー１３の内面に配置した。信号増幅回路１５及び検出信号出力端子１６の位置は第1の実施形態と同じである。このようにホール素子１４を端子カバー１３に設ければ、プラグユニットの端子カバー１３だけを交換すれば電流検出器内蔵プラグユニットとなり、既設の配電盤への適用も容易となる。

（第３の実施形態）
図７は本発明の第３の実施形態を示す図である。この第３の実施形態では、ホール素子１４をブレーカ３の電源側端子部の前面に取り付けた。その他の構成は上記の第1の実施形態と同じである。このようにホール素子１４をブレーカ３に設ければ、簡単な構造でありながらホール素子１４と接続バー７の立ち上げ部９との距離を正確に決めることができ、導体とホール素子１４との距離のバラツキがなくなり電流検出精度を向上させることができる。

（第４の実施形態）
図８は本発明の第４の実施形態を示す図である。この第４の実施形態では、ホール素子１４を絶縁物２１を介して接続バー７の立ち上げ部９に取り付けた。これにより簡単な構成でありながらホール素子１４と導体（接続バー７）との距離を正確に決めることができ、電流検出精度を向上させることができる。

（第５の実施形態）
図９は第５の実施形態を示すものである。この第5の実施形態では、ばね等の弾性体３１の一端を端子カバー１３に取り付けるとともに、他端にホール素子１４を取り付けて、ホール素子１７を接続バー７の立ち上げ部９に接触させるようにしたものである。なお、ホール素子１４が接続バー７に接触する面には絶縁物３２が取り付けられている。これにより、ホール素子１４はばねによって接続バー７の立ち上げ部９に押圧されるので、ホール素子１４と導体（接続バー７）との距離を正確に決めることができ、検出精度を向上させることができる。

（第６の実施形態）
図１０は本発明の第６の実施形態を示す図である。この第６の実施形態では、接続バー７の立ち上げ部９の周囲に鉄心２２を設け、鉄心２２の切欠き部にホール素子１４を取り付けた。これにより洩れ磁束がなくなるため、導体と鉄心２２との位置が多少ずれても高精度の電流検出が可能となり、電流検出精度を向上させることができる。

（第７の実施形態）
上記した各実施形態ではいずれも検出信号出力端子１６を端子カバー１３に設けたが、図１１に示す第７の実施形態では、検出信号出力端子１６をプラグユニットの後部（負荷側）の上面に配置した。この場合には、信号線２３を図示のように本体１のブレーカ搭載面下部に引き回すことが好ましい。これによりブレーカ３の負荷側から信号線２３を引き出すことができ、配電盤内での信号線２３の配線が容易となる。

（第８の実施形態）
図１２は本発明の第８の実施形態を示す図である。第１〜第７の実施形態では電圧検出の必要がある場合には電圧検出手段をプラグユニットの外部に設けたが、この第８の実施形態では接続バー７に接触する電圧検出部２４をプラグユニット上に設けた。また電流と電圧から電力を演算する演算回路２５を端子カバー１３に設けた。この演算回路２５に接続された検出信号出力端子２６は電流、電圧、電力を外部に出力する。この検出信号出力端子２６は第７の実施形態と同様にプラグユニットの後部に配置してもよい。

（第９の実施形態）
図１３は本発明の第９の実施形態を示す図である。この実施形態では、プラグユニット本体１の後部（負荷側）の上面に端子台２７を形成した。端子台２７は負荷配線を接続する負荷端子２９と機器の負荷端子を接続する導電バー２８とを備え、導電バー２８にはホール素子１４が隣接して配置されている。また信号増幅回路１５と検出信号出力端子１６もこの端子台２７に設けられている。なおこの端子台２７に電圧検出手段及び電流と電圧から電力を演算する演算回路を組み込むこともでき、各計測結果の表示部を設けることもできる。

（第１０の実施形態）
図１４に示す本発明の第１０の実施形態では、電流検出器としてＣＴ３０が用いられている。すなわちＣＴ３０を接続バー７の立ち上げ部９が貫通するようになっており、検出信号出力端子１６は端子カバー１３に設けられている。電圧は図５に示すような電圧検出用端子台１７により別途検出され、計測器で電流、電圧、電力を演算表示する。

（第１１の実施形態）
図１５に示す本発明の第１１の実施形態は、第１０の実施形態における検出信号出力端子１６をプラグユニットの後部に設けたものである。信号線２３は第７の実施形態と同様に、本体１のブレーカ搭載面下部に引き回すものとする。これによりブレーカ３の負荷側から信号線２３を引き出すことができ、配電盤内での信号線２３の配線が容易となる。

（第１２の実施形態）
図１６に示す本発明の第１２の実施形態は、電流検出器としてＣＴ３０を用いるとともに、接続バー７に接触する電圧検出部２４を設けたものである。電流検出器としてＣＴ３０を用いた点以外は、図１２に示す第８の実施形態と同様である。

（第１３の実施形態）
図１７に示す本発明の第１３の実施形態は、第９の実施形態における電流検出器をホール素子１４からＣＴ３０に置き換えたものである。

（第１４の実施形態）
図１８は第１４の実施形態であり、４１はプラグユニットの本体である。本体４１はその前面部に配電盤の底面より水平に積層された3段の母線バー４２を挿入できる凹部４３が3段に形成されていて、各凹部はプラグ端子４４が設けられているとともに、後面にはブレーカ３と電気的かつ機械的に接続可能な接続端子４５が形成されている。

また、本体４１の内部のプラグ端子４４と接続端子とを結ぶ導電バー４６には電流検出器であるホール素子４７が隣接して配置されており、その近傍にホール素子４７の信号増幅回路４８が設けられたうえ、本体４１の上面には検出信号出力端子４９を備えている。

このような電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、ブレーカ３に流れる電流をホール素子４７により検出し、計測値を検出信号出力端子４９から外部に取り出すことができる。また、図１９に示すような二次送り端子台５０を介して母線バー４２の電圧を検出すれば、計測器で電力を演算し表示することも可能である。

（第１５の実施形態）
図２０に示す第１５の実施形態であり、電流検出器としてＣＴ５１が用いられている。すなわち、ＣＴを導電バー４６が貫通するようになっている。電流検出器としてＣＴ５１を用いた点以外は、図１８に示す実施形態１４と同様である。

以上に説明したどの実施形態の電流検出器内蔵プラグユニットを用いても、工場からの出荷段階において配電盤に電流検出器を組み込むことができ、従来のような工事現場での取り付け作業は不要である。またプラグユニットを本発明の電流検出器内蔵プラグユニットに交換するだけで、配電盤内の任意のブレーカに電流検出器を取り付けることができるなどの利点がある。

第1の実施形態を示す部分断面図である。 プラグユニットの断面図である。 プラグユニットの底部斜視図である。 プラグユニットを組み込んだ配電盤の平面図である。 電圧検出用端子台の斜視図である。 第２の実施形態を示す部分断面図である。 第３の実施形態を示す部分断面図である。 第４の実施形態を示す部分断面図である。 第５の実施形態を示す部分断面図である。 第６の実施形態を示す部分断面図である。 第７の実施形態を示す部分断面図である。 第８の実施形態を示す部分断面図である。 第９の実施形態を示す部分断面図である。 第１０の実施形態を示す部分断面図である。 第１１の実施形態を示す部分断面図である。 第１２の実施形態を示す部分断面図である。 第１３の実施形態を示す部分断面図である。 第１４の実施形態を示す部分断面図である。 二次送り端子台の斜視図である。 第１５の実施形態を示す部分断面図である。

符号の説明

１ プラグユニットの本体
２ 上面
３ ブレーカ
４ プラグ端子
５ 母線バー
６ 凹部
７ 接続バー
８ 水平部
９ 立ち上げ部
１０ 屈曲部
１１ 電源端子
１２ ネジ
１３ 端子カバー
１４ ホール素子
１５ 信号増幅回路
１６ 検出信号出力端子
１７ 電圧検出用端子台
１８ 孔部
１９ 電圧検出用リード線
２０ ネジ
２１ 絶縁物
２２ 鉄心
２３ 信号線
２４ 電圧検出部
２５ 演算回路
２６ 検出信号出力端子
２７ 端子台
２８ 導電バー
２９ 負荷側端子
３０ ＣＴ
３１ 弾性体
３２ 絶縁物
４１ プラグユニットの本体
４２ 母線バー
４３ 凹部
４４ プラグ端子
４５ 接続端子
４６ 導電バー
４７ ホール素子
４８ 信号増幅回路
４９ 信号検出出力端子
５０ ２次送り端子台
５１ ＣＴ

Claims (4)

1. 本体の底部にプラグ端子を備えるとともに、本体の上面に取り付けられるブレーカの電源端子と底部のプラグ端子とを接続する接続バーを備えたプラグユニットに、電流検出器を内蔵させたことを特徴とする電流検出器内蔵プラグユニット。
2. 電流検出器を、本体底部からの接続バーの立ち上げ部に設けたことを特徴とする請求項１記載の電流検出器内蔵プラグユニット。
3. 電流検出器の検出信号出力端子を、プラグユニット上に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電流検出器内蔵プラグユニット。
4. 本体の前面部にプラグ端子を備えるとともに、本体の後面部に取り付けられる機器の電源端子とプラグ端子とを接続する導体を備えたプラグユニットに、電流検出器を内蔵させたことを特徴とする電流検出器内蔵プラグユニット。
   

Images