JP2010080100A - 多重定格ブレーカおよび定格電流の登録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多重定格ブレーカの施工時に、単相３線式電路の配線検査と合わせて定格電流を正しく登録する。
【解決手段】 多重定格ブレーカに電源が投入された直後に、単相３線式電路２５のＸ−Ｎ間電圧とＮ−Ｙ間電圧を検出部２７，２８で検出する。どちらかの電圧検出値が閾値を超えたときに、トリップコイル１８を動作させ、主接点２０を開放する。電圧検出値が閾値未満のときは、記憶部３６に登録済みの定格電流を表示部１１に所定時間表示する。手元スイッチ１２からの操作信号、または赤外線通信部３７、ＬＡＮ通信部３８を経由した操作信号に応答し、表示部１１の表示値を切り替え、所要の定格電流を記憶部３６に登録する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、定格電流を切替可能な多重定格ブレーカと、定格電流を登録する方法とに関する。

従来、定格電流を表示部に表示し、スイッチやリモコンで切り替えて記憶部に登録し、電路に定格電流を超えた電流が流れたときに、トリップコイルを駆動して、主接点を開放するブレーカが知られている。例えば、特許文献１には、記憶媒体を交換して定格電流を切り替えるブレーカが記載されている。特許文献２には、無線通信によって定格電流を登録する方法が記載されている。
特開２００８−７９４１２号公報 特開２００８−７８００７号公報

ところが、従来のブレーカによると、表示部に定格電流を表示するためには、その都度スイッチを押す面倒があった。このため、施工時の確認を怠りやすく、定格電流を変更し忘れたり、誤った電流値を登録したりする可能性があった。また、配線状態に係りなく定格電流を登録しているため、例えば、単相３線式電路で電圧線と中性線が誤って結線されていた場合などに、定格電流が正しく登録されていても、ブレーカが誤動作するという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、施工時に配線検査と合わせて定格電流を正しく登録できる多重定格ブレーカおよび方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、電路に定格電流を超える電流が流れたときに主接点を開放するトリップコイルと、定格電流を登録する記憶部と、定格電流を表示する表示部と、定格電流を切り替える操作手段とを備えた多重定格ブレーカにおいて、次のような手段を採用したことを特徴とする。

（１）電源投入直後に電路の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力を監視する制御手段とを備え、電圧検出値が閾値を超えたときに、トリップコイルを動作させて主接点を開放し、電圧検出値が閾値未満のときに、記憶部に登録済みの定格電流を表示部に所定時間表示することを特徴とする多重定格ブレーカ。

（２）電路が単相３線式電路であり、電圧検出手段が単相３線式電路の一方の電圧線と中性線との間の電圧を検出する第一電圧検出部と、中性線と他方の電圧線との間の電圧を検出する第二電圧検出部とを含むことを特徴とする多重定格ブレーカ。

（３）操作手段がブレーカの筺体上で定格電流を切り替える手元スイッチと、筺体から離れた場所で定格電流を切り替える外部操作機器とを含むことを特徴とする多重定格ブレーカ。

（４）外部操作機器をＬＡＮケーブルで接続するためのコネクタを筺体に設け、ＬＡＮケーブルのプラグをコネクタに案内する案内溝をブレーカの端子カバーに形成したことを特徴とする多重定格ブレーカ。

（５）コネクタに防塵カバーを着脱可能に取り付け、コネクタから取り外した防塵カバーを保管する保管部を筺体に設けたことを特徴とする多重定格ブレーカ。

（６）電源投入直後に、電路の電圧を検出し、電圧検出値が閾値を超えたときに、トリップコイルを動作させて主接点を開放し、電圧検出値が閾値未満のときに、記憶部に登録済みの定格電流を表示部に所定時間表示し、操作手段により表示部の表示値を切り替え、所要の定格電流を記憶部に登録することを特徴とする定格電流の登録方法。

本発明の多重定格ブレーカおよび方法によれば、電源投入直後の電圧検出値が閾値を超えたときに主接点を開放するので、誤結線を放置したまま定格電流を登録するおそれがない。また、電圧検出値が閾値未満のときには、登録済みの定格電流を所定時間表示するので、この表示値を確認して定格電流を正しく登録できる。したがって、ブレーカの施工時に、電路の配線検査と合わせて定格電流を登録できるという効果がある。

以下、本発明を単相３線式電路用の多重定格ブレーカに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は多重定格ブレーカの外観を示し、図２は端子カバーを取り外したときのブレーカの正面形態を示す。図３はブレーカのＬＡＮケーブル接続部を示し、図４はブレーカ内部の機器配列を示す。図５はブレーカの電気回路を示し、図６〜図１０はブレーカの動作と定格電流の登録方法を示す。

図１、図２、図３に示すように、多重定格ブレーカ１の筺体２は、ケーシング３と前面カバー４と背面カバー５とからなり、全体が協約形ブレーカの規定寸法に合わせて形成されている。ケーシング３には、上端部に３つの電源側端子６が配設され、下端部に３つの負荷側端子７が配設されている。各端子６，７は上下一対の端子カバー８，９で覆われ、端子カバー８，９が前面カバー４に着脱可能に装着されている。

前面カバー４の正面には、電路を手動で開閉するハンドル１０と、定格電流を含むブレーカ１の動作状態を表示する表示部１１と、表示部１１の表示内容を切り替える手元スイッチ１２とが設けられている。前面カバー４の下面には、パソコンや携帯端末等の外部操作機器をＬＡＮケーブルで接続するためのコネクタ１３と、コネクタ１３を覆う防塵カバー１４を保管するための保管部１５とが左右対称となる位置に設けられている。

下側の端子カバー９には、ＬＡＮケーブルのプラグをコネクタ１３に案内する案内溝１６が形成されている。外部操作機器を接続する場合には、防塵カバー１４をコネクタ１３から取り外して保管部１５に装着し（図３ａ参照）、プラグを案内溝１６に通してコネクタ１３に差し込む。外部操作機器を接続しない場合は、防塵カバー１４を保管部１５から取り外してコネクタ１３に装着し（図３ｂ参照）、塵埃の侵入を防止する。

図４に示すように、ケーシング３の内部には、電路に流れた過電流を遮断するトリップコイル１８と、電路に流れた短絡電流を瞬時に遮断する瞬時遮断機構１９と、ブレーカ１の主接点２０（図５参照）を開閉する開閉機構２１とが設置されている。トリップコイル１８はハンドル１０の側方に配置され、瞬時遮断機構１９が表示基板２２の下側に配置され、開閉機構２１が両者１８，１９の動力をハンドル１０と主接点２０とに伝達するように構成されている。ケーシング３の背面には、電子回路基板２３が取り付けられ、背面カバー５で覆われている。

図５に示すように、電子回路基板２３には、多重定格ブレーカ１全体の動作を制御するＣＰＵ２４と、ＣＰＵ２４の動作電圧を電路２５の一次側から取得する制御電源部２６と、電路２５のＸ相電圧線とＮ相中性線との間の電圧を検出するＸ−Ｎ間電圧検出部２７と、Ｎ相中性線とＹ相電圧線との間の電圧を検出するＮ−Ｙ間電圧検出部２８と、Ｘ相電流センサ２９の出力に基づいてＸ相の線路電流を検出するＸ相電流検出部３０と、Ｙ相電流センサ３１の出力に基づいてＹ相の線路電流を検出するＹ相電流検出部３２とが配設されている。

電圧検出部２７，２８および電流検出部３０，３２の出力は電圧・電流・電力演算部３３を介してＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４の出力側に駆動信号作成部３４を介してトリップコイル駆動部３５が接続されている。そして、ＣＰＵ２４は、記憶部３６に格納された制御プログラムに従って電路２５の電圧と電流を常時監視し、電圧が閾値を超えたときにトリップコイル１８を直ちに駆動し、定格電流を超えた電流が流れたときにトリップコイル１８を所定のタイミングで駆動し、主接点２０を開放するようになっている。

記憶部３６には予め複数の定格電流値が登録され、電路２５に電源が投入された直後に、登録済みの定格電流（工場出荷値または前回登録値）が表示部１１に所定時間表示される。電子回路基板２３には、赤外線リモコンと通信をする赤外線通信部３７と、ＬＡＮケーブルを介してパソコンや携帯端末と通信をするＬＡＮ通信部３８とが配設されている。そして、施工者がこれらの外部操作機器または手元スイッチ１１を操作し、表示部１１の表示値を切り替えて、所要の定格電流を記憶部３６に登録するようになっている。

次に、多重定格ブレーカ１の動作を定格電流の登録方法と合わせて説明する。単相３線式電路２５の配線工事が終了し、電源が供給されると、ＣＰＵ２４はブレーカ１の基本動作であるメイン処理を定期的に実行する。図６に示すように、メイン処理では、まず、システムの初期化を実行し（Ｓ１）、次に、電路２５の配線状態を検査するための処理を行う（Ｓ２）。続いて、記憶部３６から登録済み定格電流値を読み込み（Ｓ３）、所定の表示時間が指定された定格電流表示タイマをスタートさせる（Ｓ４）。

そして、定格電流表示タイマを監視し（Ｓ５）、タイマの計時中に登録済み定格電流値を表示部１１に表示し（Ｓ６）、タイマが終了した時点でその表示をリセットする（Ｓ７）。その後、手元スイッチ１２の操作に応答して定格電流を短時間表示する処理（Ｓ８）と、手元スイッチ１２からの操作信号または赤外線通信部３７、ＬＡＮ通信部３８を経由した操作信号に応答して定格電流を登録する処理（Ｓ９）と、電路２５の配線状態を検査する処理（Ｓ１０）と、登録された定格電流に基づいて電路２５に流れる過電流をチェックする処理（Ｓ１１）とを繰り返す。

図７に示すように、配線検査処理では、単相３線式電路２５のＸ−Ｎ間とＮ−Ｙ間の電圧を電圧検出部２７，２８で検出し（Ｓ２１）、二つの電圧検出値を閾値と比較する（Ｓ２２）。両方の検出値が共に閾値未満であるときには、３本の電線が正しく結線されていると判断する。どちらかの検出値が閾値以上であるときには、電圧線と中性線が誤って結線されていると判断し、表示部１１にエラーを表示し（Ｓ２３）、トリップコイル１８を駆動し（Ｓ２４）、主接点２０を直ちに開放する。したがって、施工者は電源投入直後の段階で誤結線を発見し、正しく結線し直した後に定格電流を登録できる。また、この配線検査は通電状態でも繰り返して実施されるため（図６：Ｓ１０）、中性線が欠損したときに、主接点２０を開放して負荷回路を保護することができる。

図８に示すように、定格電流の短時間表示処理では、施工者による手元スイッチ１２の短時間押しを監視する（Ｓ３１）。手元スイッチ１２が短時間押されたときには、定格電流が表示中であるか否かを判断する（Ｓ３２）。そして、表示中であれば、表示部１１の表示をリセットし（Ｓ３３）、非表示中である場合に、現在の定格電流値を表示部１１に表示する（Ｓ３４）。したがって、施工者は現在の定格電流を随時に、特に定格電流の登録作業に先立って容易に確認できる。

図９に示すように、定格電流の登録処理では、操作信号の有無を確認し（Ｓ４１）、定格電流の更新操作を確認し（Ｓ４２）、定格電流の確定操作を確認し（Ｓ４３）、登録作業の終了操作を確認する（Ｓ４４）。まず、操作信号を未確認のときは、手元スイッチ１２の長時間押し、赤外線通信経由の登録要求、またはＬＡＮ通信経由の登録要求を待ち受ける（Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４７）。そして、いずれかの操作信号を受信すると、定格電流の現在値を表示部１１に点滅表示し（Ｓ４８）、定格電流の登録時間を設定するための登録タイマをスタートさせる（Ｓ４９）。

次に、各操作機器による更新操作を確認すると、この操作に応答して表示部１１の点滅表示値を切り替え（Ｓ５０）、その都度登録タイマを０リセットする（Ｓ５３）。続いて、確定操作が確認されると、現在の点滅表示値を定格電流値として確定し（Ｓ５１）、その定格電流値を記憶部３６に登録し（Ｓ５２）、登録タイマを０リセットする（Ｓ５３）。その後、終了操作を確認し、確認した時点、または登録タイマが終了した時点で（Ｓ５４）、表示部１１の表示をリセットし（Ｓ５５）、登録タイマを停止する（Ｓ５６）。

したがって、この登録方法によれば、施工者は手元スイッチ１２、赤外線通信またはＬＡＮ通信を用い、表示部１１の表示値を切り替えて、所要の定格電流を容易に登録できる。特に、電源投入直後に登録済み定格電流が自動的に表示されるので、その表示値に基づいて定格電流を正しく登録でき、登録値が契約電流値と一致している場合には登録作業を省くこともできる。また、電源投入直後に配線検査を実施しているため、誤結線に気付かないまま定格電流を登録するおそれがなく、多重定格ブレーカ１の誤動作を未然に防止することもできる。

図１０に示すように、過電流チェック処理では、まず、電流センサ２９，３１の出力に基づいて負荷電流のベクトル合成和を計算する（Ｓ６１）。次に、この負荷電流値を定格電流値と比較し、過電流の発生をチェックする（Ｓ６２）。過電流が発生していないときには、過電流応答時限を０にリセットし（Ｓ６３）、過電流が発生しているときには、その継続時間を過電流応答時限と比較する（Ｓ６４）。そして、過電流が応答時限を超えて流れた時点でトリップコイル１２を駆動し（Ｓ６５）、主接点２０を開放する。

なお、本発明の定格電流登録方法は、単相３線式電路のみに限定されるものではなく、単相２線式電路、３相３線式電路等の各種電路に適用できる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、多重定格ブレーカの各部の構成や形状を任意に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多重定格ブレーカの外観斜視図である。 該ブレーカの正面図である。 該ブレーカのＬＡＮケーブル接続部を示す斜視図である。 該ブレーカの内部機器配列を示す斜視図である。 該ブレーカの電気回路を示すブロック図である。 該ブレーカの基本動作を示すフローチャートである。 配線検査処理を示すフローチャートである。 定格電流の短時間表示処理を示すフローチャートである。 定格電流の登録処理を示すフローチャートである。 過電流チェック処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 多重定格ブレーカ
２ 筺体
９ 端子カバー
１１ 表示部
１２ 手元スイッチ
１３ コネクタ
１４ 防塵カバー
１５ 保管部
１６ プラグ案内溝
１８ トリップコイル
２０ 主接点
２４ ＣＰＵ
２５ 単相３線式電路
２７ Ｘ−Ｎ間電圧検出部
２８ Ｎ−Ｙ間電圧検出部
３６ 記憶部
３７ 赤外線通信部
３８ ＬＡＮ通信部

Claims (6)

1. 電路に定格電流を超える電流が流れたときに主接点を開放するトリップコイルと、定格電流を登録する記憶部と、定格電流を表示する表示部と、定格電流を切り替える操作手段とを備えた多重定格ブレーカにおいて、
   電源投入直後に電路の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力を監視する制御手段とを備え、電圧検出値が閾値を超えたときに、トリップコイルを動作させて主接点を開放し、電圧検出値が閾値未満のときに、前記記憶部に登録済みの定格電流を前記表示部に所定時間表示することを特徴とする多重定格ブレーカ。
2. 前記電路が単相３線式電路であり、前記電圧検出手段が単相３線式電路の一方の電圧線と中性線との間の電圧を検出する第一電圧検出部と、中性線と他方の電圧線との間の電圧を検出する第二電圧検出部とを含む請求項１記載の多重定格ブレーカ。
3. 前記操作手段がブレーカの筺体上で定格電流を切り替える手元スイッチと、筺体から離れた場所で定格電流を切り替える外部操作機器とを含む請求項１又は２記載の多重定格ブレーカ。
4. 前記外部操作機器をＬＡＮケーブルで接続するためのコネクタを前記筺体に設け、ＬＡＮケーブルのプラグをコネクタに案内する案内溝をブレーカの端子カバーに形成した請求項３記載の多重定格ブレーカ。
5. 前記コネクタに防塵カバーを着脱可能に取り付け、コネクタから取り外した防塵カバーを保管する保管部を前記筺体に設けた請求項４記載の多重定格ブレーカ。
6. 電路に定格電流を超える電流が流れたときに主接点を開放するトリップコイルと、定格電流を登録する記憶部と、定格電流を表示する表示部と、定格電流を切り替える操作手段とを備えた多重定格ブレーカにおいて、
   電源投入直後に、電路の電圧を検出し、電圧検出値が閾値を超えたときに、トリップコイルを動作させて主接点を開放し、電圧検出値が閾値未満のときに、前記記憶部に登録済みの定格電流を前記表示部に所定時間表示し、前記操作手段により表示部の表示値を切り替え、所要の定格電流を記憶部に登録することを特徴とする定格電流の登録方法。

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