JP2009159732A - 直流配電システム - Google Patents

Abstract

【課題】直流配電路の異常を検知して報知することができる直流配電システムを提供することにある。
【解決手段】直流配電システムは、分岐ブレーカ１と、分岐ブレーカ１の二次側に接続された直流配電路２と、直流配電路２に分岐接続された複数の直流機器３とを備え、直流機器３は、自身の消費電力量を検出する消費電力検出部３２と、上記消費電力量を分岐ブレーカ１に送信する機器側通信部３１と、直流配電路２の異常を報知する報知装置３４とを備え、分岐ブレーカ１は、直流配電路２の直流電力量を検出する供給電力検出部１６と、機器側通信部３１より上記消費電力量を受信する監視側通信部１５と、監視側通信部１５で受信した消費電力量により複数の直流機器の総消費電力量を算出し、総消費電力量が供給電力検出部１６で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ直流配電路２に異常が発生していると判定する異常判定部１７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流配電システムに関するものである。

従来から、直流電力の給電経路となる（直流電力が供給される）直流配電路と、当該直流配電路に分岐接続された複数の直流機器（直流電力により駆動される負荷）とを具備し、複数の直流機器それぞれに直流配電路を経由して直流電力を配電する直流配電システムが提供されている。この種の直流配電システムとしては、例えば、特許文献１に示すものを利用して実現される。特許文献１に示すものは、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータなどを具備した電源手段を備えており、この電源手段より直流機器に直流電力を供給することが可能となっている。
特開２００５−２２４０６６号公報

ところで、上述したような直流配電システムに組み込まれる直流機器としては、種々のもの（例えば、パーソナルコンピュータや、ＩＰ電話機、照明器具、インターホン、火災感知器など）が提案されている。このような直流機器は、その設置場所や種類によって配線の仕方に制限が課されている。

例えば、直流機器が、共同住宅用自動火災報知設備の共同住宅用受信機として用いられるマンション用インターホン（受信機の規格としてはＧＰ型三級受信機）である場合には、消防法告示第１８号ならびに消防法施行規則により、その電源は、他の配線を分岐させずにとる必要がある。つまり、直流機器としてマンション用インターホンが接続される直流配電路には、共同住宅用自動火災報知設備以外の直流機器が接続されることがないようにしなければならない。

しかしながら、共同住宅などに敷設される直流配電路は配線経路が複雑であるので、直流機器を接続しようとしている直流配電路が、接続する直流機器に制限がない直流配電路なのか、接続する直流機器に制限がある直流配電路なのかを判断することは困難であった。

そのため、直流配電路に、当該直流配電路への接続が許可されていない直流機器が接続された場合には、これを自動的に直流配電路の異常として検知したいという要望があった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、直流配電路の異常を検知して報知することができる直流配電システムを提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、直流電力の供給経路となる直流配電路と、上記直流配電路に分岐接続された複数の直流機器と、上記直流配電路に異常が発生しているか否かを判定する監視装置と、当該監視装置が上記直流配電路の異常を検知したときに報知を行う報知装置とを備え、直流機器は、自身の消費電力量を検出する消費電力検出部と、当該消費電力検出部で検出した消費電力量を監視装置に送信する送信部とを有し、監視装置は、上記直流配電路の直流電力量を検出する供給電力検出部と、上記複数の直流機器それぞれの送信部より上記消費電力量を受信する受信部と、当該受信部で受信した消費電力量により上記複数の直流機器の総消費電力量を算出し、当該総消費電力量が供給電力検出部で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ上記直流配電路に異常が発生していると判定する異常判定部を有していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、直流配電路に異常がなければ、総消費電力量と供給電力検出部で検出した直流電力量とはほぼ等しくなるが、直流配電路において漏電が生じたり、直流配電路に直流機器以外の負荷（つまり、直流配電路への接続が許可されていない負荷）が接続されたりした（つまり直流配電路に異常が発生した）場合には、漏電や接続が許可されていない負荷の消費電力量の分だけ直流配電路の直流電力量が増加することに着目して、総消費電力量が供給電力検出部で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ直流配電路に異常が発生していると判定するから、直流配電路に異常が発生していることを正確に検知して報知することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、常用電源より得た電力を直流電力に変換して上記直流配電路に供給する電力変換装置がキャビネット内に内蔵された分電盤を備え、分電盤のキャビネットには、常用電源より電力が得られなくなった際に、上記直流配電路に直流電力を供給する非常用電源が内蔵されていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、停電などによって分電盤から直流電力が得られなくなった場合でも、直流機器を駆動することができ、しかも分電盤のキャビネットに非常用電源（非常電源）を内蔵しているから、分電盤のキャビネットの外部に非常用電源を配置する場合に比べれば省配線化が図れる。

本発明は、直流配電路に異常が発生した場合には、漏電や接続が許可されていない負荷の消費電力量の分だけ直流配電路の直流電力量が増加することに着目して、総消費電力量が供給電力検出部で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ直流配電路に異常が発生していると判定するから、直流配電路に異常が発生していることを正確に検知して報知することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の直流配電システムは、図１に示すように、分岐ブレーカ１と、分岐ブレーカ１の二次側（出力側）に接続され直流電力の給電経路となる（直流電力が供給される）直流配電路（直流供給線路）２と、直流配電路２に分岐接続された複数の直流機器３とを備えている。なお、直流配電路２は、高電位側と低電位側との一対の電路により構成されるものであるが、図１では簡略化して示している。

直流機器３は、直流配電路２より直流電力が供給される機能部３０を有している。この機能部３０は直流機器３の主たる部分であり、直流機器３の機能はこの機能部３０だけで発揮できるようになっている。すなわち、直流機器３の種類（例えば、インターホン、エアコン、パソコン、冷蔵庫、照明器具、給湯装置、洗濯機など）は機能部３０の機能によって決定される。例えば、直流機器３がインターホンである場合には、機能部３０は、ドアホン子器（図示せず）や火災感知器やガス感知器などの感知器４と通信する通信部や、ドアホン子器との間で通話を行うためのマイクおよびスピーカ、感知器４で火災やガスを感知した際に警報を行う警報部、操作画面などを表示する液晶ディスプレイなどの表示装置、操作入力用のスイッチなど、その他インターホンとして必要な構成を備えており、この機能部３０のみでインターホンとしての機能を発揮することができるものである。

また、直流機器３は、機能部３０の他に、分岐ブレーカ１に設けられた後述の監視側通信部１５と通信が可能な機器側通信部３１と、直流機器３の消費電力量を検出する消費電力検出部３２と、ＣＰＵなどからなる制御部３３と、報知装置３４とを備えている。これら機器側通信部３１と、消費電力検出部３２と、制御部３３と、報知装置３４とは、上記の例でいえば、インターホンに付加的に設けられるものであり、直流機器３の機能部３０の構成によらずに共通した機能を有する。

機器側通信部３１は、直流配電路２を通信路として監視側通信部１５と通信を行うものである。この通信に使用される通信信号は、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号であって、直流電圧に重畳された形で直流配電路２上に送出される。このような通信技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

消費電力検出部３２は、例えば、直流機器３が接続されている直流配電路２の分岐電路２ａに流れる電流を検出（測定）する電流センサ（一例としてはカレントトランス）からなる。ここで、本実施形態の直流配電システムでは、直流配電路２の電位は一定であるから、消費電力量として、消費電力検出部３２で検出した電流値（以下、「消費電流値」と称する）を採用している。

制御部３３は、所定周期で消費電力検出部３２より消費電流値を取得し、取得した消費電流値を機器側通信部３１により監視側通信部１５に送信する。また、制御部３３は、機器側通信部３１が監視側通信部１５より後述する異常信号を受信した際には、報知装置３４を駆動して異常が発生していることを報知する。

報知装置３４は、直流配電路２に異常が発生していること（例えば、直流配電路２に漏電が発生していることや、直流機器３以外の負荷が接続されていること）を報知するためのものであり、例えば、視覚的な報知に使用される光源（例えば発光ダイオードやネオンランプなど）や、聴覚的な報知に使用される音源（例えばスピーカやブザーなど）などを備える。

ところで、直流機器３が分岐接続された直流配電路２は分岐ブレーカ１の二次側に接続されており、分岐ブレーカ１は、分電盤１１０（図２参照）の内器となるものである。ここで、分電盤１１０について簡単に説明すると、分電盤１１０は、常用電源（図示例では、商用電源のように宅外から供給される交流電源）ＡＣより得た電力を直流電力に変換して直流配電路２に供給する電力変換装置となるＡＣ／ＤＣコンバータ１１２がキャビネット（図示せず）内に内蔵されたものである。

分岐ブレーカ１は、分電盤１１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２より直流電力が供給される電源側となる一次側接続部１０と、直流配電路２が接続される（負荷側となる）二次側接続部１１とを具備した器体（図示せず）を備える。この器体は、絶縁性を有する樹脂材料（一例としてはフェノール樹脂）により形成された樹脂成形品からなる。一次側接続部１０は、例えば、ねじ端子や、速結端子、刃受けなどを利用して、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２などとの接続に用いられる電線や導電バーなどの接続部材が接続可能な形に形成され、二次側接続部１１は、例えば、ねじ端子や速結端子などを利用して、直流配電路２が接続可能な形に構成されている。なお、このような一次側接続部１０および二次側接続部１１については従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。

上述した分岐ブレーカ１の器体には、一次側接続部１０と二次側接続部１１との間に挿入された開閉手段１２と、器体に変位自在（一例としては回動自在）に取り付けられた手動操作用の操作ハンドル（図示せず）を有し当該操作ハンドルの操作に応じて開閉手段１２を開閉する開閉機構部１３と、一次側接続部１０と二次側接続部１１との間に過電流が流れた際に開閉手段１２を強制的に開放（釈放）させる引外し装置１４とが収納されている。

本実施形態では、開閉手段１２として、器体に対して固定される固定接点（図示せず）と、当該固定接点に接離する可動接点（図示せず）とで構成された機械接点を採用している。なお、開閉手段１２としては、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を用いたものや、半導体スイッチング素子と機械接点とを併用したハイブリッド形のものであってもよい。

開閉機構部１３は、開閉手段１２の固定接点が固着された固定端子板や、開閉手段１２の可動接点が固着された可動接触子、ばね材、係止部材などを機械的に結合することによって構成されており、手動操作用の操作ハンドルの操作に応じて開閉手段１２の開閉を行う。引外し装置１４は、過電流を検出した際に、開閉機構部１３により開閉手段１２を強制的に開放させるものであって、例えば、筒状のコイルボビン、コイルボビンの外周面に巻装されたコイル、コイルボビン内の軸方向一端側に設けられた固定鉄芯、コイルボビン内の軸方向他端側に軸方向にスライド移動自在に設けられた可動鉄芯（プランジャ）、固定鉄芯と可動鉄芯との間に介装されるコイルスプリングからなる復帰ばねなどを備えた電動トリップ装置や、バイメタルなどを備えている。このような引外し装置１４では、短絡電流が流れた際に、可動鉄芯が固定鉄芯側に移動し、これによって開閉手段１２の可動接点を固定接点から引外したり、過負荷電流が流れた際に、バイメタルが曲がり、これによって開閉手段１２の可動接点を固定接点から引外したりするようになっている。なお、上述した開閉機構部１３や、引外し装置１４は、従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。

さらに、分岐ブレーカ１は、複数の直流機器３それぞれの機器側通信部３１と通信を行う前述の監視側通信部１５と、直流配電路２の直流電力を検出する供給電力検出部１６と、直流配電路２に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部１７とを備えている。

したがって、本実施形態の直流配電システムでは、分岐ブレーカ１が、直流配電路２に異常が発生しているか否かの点検を行う点検装置を構成している。また、本実施形態の直流配電システムでは、機器側通信部３１が、消費電力検出部３２で検出した消費電力量（本実施形態の場合は消費電流値）を監視装置に送信する送信部として用いられ、監視側通信部１５が、複数の直流機器３それぞれの送信部となる機器側通信部３１より消費電力量を受信する受信部として用いられる。さらに、直流機器３に設けられた機器側通信部３１と、消費電力検出部３２と、制御部３３とが、監視装置に対応する被監視装置となる。

供給電力検出部１６は、例えば、電流センサ（一例としてはカレントトランス）であって、開閉手段１２と二次側接続部１１との間に流れる電流を、直流配電路２に流れる電流として検出する。本実施形態の直流配電システムでは、直流配電路２の電位は一定であるから、消費電力量として、供給電力検出部１６で検出した電流値（以下、「供給電流値」と称する）を採用している。

異常判定部１７は、例えばＣＰＵなどを利用して構成されており、供給電力検出部１６より所定周期で供給電流値を取得する。そして、異常判定部１７は、監視側通信部１５で受信した各直流機器３の消費電流値の合計値を算出し、この合計値（以下、「総消費電流値」と称する）と供給電力検出部１６で検出した供給電流値とを比較する。

ここで、直流配電路２に何ら異常がなければ、直流配電路２の直流電力の全てが各直流機器３により消費されるから、直流配電路２の直流電力量は直流配電路２に接続されている直流機器３の消費電力量の合計値である総消費電力量に等しくなるが、直流配電路２に異常がある場合、例えば、漏電が生じている場合には、その漏電電流に応じた電力が余分に消費され、また直流機器３以外の負荷（直流配電路２への接続が許可されていない負荷）が直流配電路２に接続されている場合にも、このような負荷によって電力が余分に消費される。したがって、直流配電路２に異常が発生しているときには、総消費電力量は直流配電路２の直流電力量よりも少なくなる。

そこで、本実施形態における異常判定部１７は、総消費電流値と供給電流値との差が所定値未満であれば、直流配電路２に異常が発生していないと判定し、総消費電流値が供給電流値よりも所定値以上小さい（すなわち複数の直流機器３の総消費電力量が直流配電路２の直流電力量よりも所定値以上少ない）場合には、直流配電路２に異常が発生していると判定する。そして、異常判定部１７は、異常が発生していると判定した場合には、前述の異常信号を監視側通信部１５より各直流機器３の機器側通信部３１に送信する。

このように、本実施形態の直流配電システムでは、直流配電路２に接続された複数の直流機器３それぞれから、消費電流検出部３２で検出された消費電流値が分岐ブレーカ１に送信され、分岐ブレーカ１の異常判定部１７では、受信した消費電流値より直流配電路２に接続されている直流機器３による総消費電流値が算出される。そして、異常判定部１７は、総消費電流値と、供給電力検出部１６で検出した供給電流値とを比較し、総消費電流値が供給電流値より所定値以上小さいときに、異常と判定し、監視側通信部１５より機器側通信部３１に異常信号を送信する。直流機器３の機器側通信部１５において異常信号が受信されると、制御部３３は、報知装置３４を駆動し、これによって、直流配電路２に異常があることが報知される。なお、上記の所定値は、直流配電システムの構成、例えば接続される直流機器３の数や、直流機器３の消費電力など、種々の条件を勘案して設定すればよい。

以上述べたように、本実施形態の直流配電システムによれば、直流配電路２に異常がなければ、総消費電力量と供給電力検出部１６で検出した直流電力量とはほぼ等しくなるが、直流配電路２において漏電が生じたり、直流配電路２に直流機器３以外の負荷（つまり、直流配電路２への接続が許可されていない負荷）が接続されたりした（つまり直流配電路２に異常が発生した）場合には、漏電や接続が許可されていない負荷の消費電力量の分だけ直流配電路２の直流電力量が増加することに着目して、総消費電力量が供給電力検出部１６で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ直流配電路２に異常が発生していると判定するから、直流配電路２に異常が発生していることを正確に検知して報知することができる。

上記の例では、機器側通信部３１、消費電力検出部３２、および制御部３３により構成された被監視装置を備えた直流機器３が直流配電路２への接続が許可された負荷となり、被監視装置を備えていない直流機器３が直流配電路２への接続が許可されていない負荷となる。このような直流配電システムを複数敷設する場合には、例えば、監視側通信部１５では特定のＩＤなどが付された通信信号しか受信しないようにするなどして、直流配電路２と当該直流配電路２への接続を許可する直流機器３とを関連付けておくことで、直流配電路２への接続を許可する負荷を選択することが可能となる。このようにすれば、被監視装置を備えた直流機器３であっても、直流配電路２に接続が許可されていない負荷として取り扱うことができる。

上述した本実施形態の直流配電システムは、例えば、図２に示すような配電システムに適用することができる。なお、図２では、直流配電システムを設置する建物として戸建て住宅の家屋Ｈを想定して説明しているが、集合住宅に適用してもよい。

図２に示す家屋Ｈには、直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての本実施形態の直流機器３とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流配電路２を通して直流機器３に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器３との間には、直流ブレーカとして本実施形態の分岐ブレーカ１が設けられ、これによって本実施形態の直流配電システムが構成されている。

直流配電路２は、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流配電路２に接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流配電路２は、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器３が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器３からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器３からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器３からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器３からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した分岐ブレーカ１は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の分岐ブレーカ１を設けている。１台の分岐ブレーカ１に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流配電路２の系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器３からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器３）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器３）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器３である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流配電路２に接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器３とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器３あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器３を接続することができ、接続された直流機器３に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器３に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器３が通信機能を有する場合には、直流配電路２を通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器３だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器３であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

図２に示す直流電力供給部１０１は、基本的には、交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、前述した分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各分岐ブレーカ１に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。したがって、この二次電池１６２は、常用電源となる交流電源ＡＣより電力が得られなくなった際に、直流配電路２に直流電力を供給する非常用電源（非常電源）として用いられる。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器３への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器３の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の分岐ブレーカ１に接続された直流機器３）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流配電路２を２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、分岐ブレーカ１、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器３を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器３との間の直流配電路２の距離が小さくなるから、直流配電路２での電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と分岐ブレーカ１と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

また、図２に示す例では、非常用電源となる二次電池１６２は、分電盤１１０外（分電盤１１０のキャビネット外）に配置されているが、二次電池１６２は、分電盤１１０のキャビネットに内蔵するようにしてもよい。

つまり、本実施形態の直流配電システムは、常用電源より得た電力を直流電力に変換して直流配電路２に供給する電力変換装置となるＡＣ／ＤＣコンバータ１１２がキャビネット内に内蔵された分電盤１１０を備え、分電盤１１０のキャビネットには、常用電源より電力が得られなくなった際に、直流配電路２に直流電力を供給する非常用電源となる二次電池１６２が内蔵されているものであってもよい。

このようにすれば、停電などによって分電盤１１０から直流電力が得られなくなった場合でも、直流機器３を駆動することができ、しかも分電盤１１０のキャビネットに二次電池１６２を内蔵しているから、分電盤１１０のキャビネットの外部に二次電池１６２を配置する場合に比べれば省配線化が図れる。なお、非常用電源としては、二次電池１６２の他に一次電池などを採用することもできる。

上述した本実施形態の直流配電システムは、あくまでも本発明の一実施形態に過ぎないものであって、本発明の技術的範囲を本実施形態の直流配電システムに限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は当然に行える。

例えば、上記の例においては、異常判定部１７は異常の判定に電流値を採用しているが、電力量を採用してもよい。さらに、直流配電システムの構成は、図１に図示するものに限定されない。すなわち、点検装置の主たる構成要素である監視側通信部１５と、供給電力検出部１６と、異常判定部１７とは、必ずしも分岐ブレーカ１に内蔵されている必要はなく、これらを分岐ブレーカ１から分離して、監視側通信部１５、供給電力検出部１６、および異常判定部１７からなる点検装置として直流配電路２に設けるようにしてもよい。また、直流機器３としては、インターホンに限らず、その他のものであってもよく、報知装置３４も必ずしも直流機器３に内蔵されている必要はなく、点検装置同様、直流配電路２に設けるようにしてもよい。

本発明の一実施形態の直流配電システムの概略説明図である。 家屋に設置される配電システムの説明図である。

符号の説明

１ 分岐ブレーカ（監視装置）
２ 直流配電路
３ 直流機器
１５ 監視側通信部（送信部）
１６ 供給電力検出部
１７ 異常判定部
３１ 機器側通信部（受信部）
３２ 消費電力検出部
３４ 報知装置

Claims (2)

1. 直流電力の供給経路となる直流配電路と、上記直流配電路に分岐接続された複数の直流機器と、上記直流配電路に異常が発生しているか否かを判定する監視装置と、当該監視装置が上記直流配電路の異常を検知したときに報知を行う報知装置とを備え、
   直流機器は、自身の消費電力量を検出する消費電力検出部と、当該消費電力検出部で検出した消費電力量を監視装置に送信する送信部とを有し、
   監視装置は、上記直流配電路の直流電力量を検出する供給電力検出部と、上記複数の直流機器それぞれの送信部より上記消費電力量を受信する受信部と、当該受信部で受信した消費電力量により上記複数の直流機器の総消費電力量を算出し、当該総消費電力量が供給電力検出部で検出した直流電力量よりも所定値以上少なければ上記直流配電路に異常が発生していると判定する異常判定部を有していることを特徴とする直流配電システム。
2. 常用電源より得た電力を直流電力に変換して上記直流配電路に供給する電力変換装置がキャビネット内に内蔵された分電盤を備え、
   分電盤のキャビネットには、常用電源より電力が得られなくなった際に、上記直流配電路に直流電力を供給する非常用電源が内蔵されていることを特徴とする請求項１記載の直流配電システム。

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