JP2011142750A - 住宅用分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 単相の配電エリアに加えて三相の配電エリアを備え、電気自動車への充電や太陽光発電システムを三相３線式で実施しても１つの分電盤で対応可能な住宅用分電盤を提供する。
【解決手段】 電流制限器１６や漏電遮断器１７等を組み込んで商用電力系統から単相電力を引き込むための単相配電エリア１ｂと、三相漏電遮断器１５等を組み込んで商用電力系統から三相３線から成る電力を引き込むための三相配電エリア１ａとを隣接して配置し、両配電エリアを区分けする分離壁２０を設けた。三相配電エリア１ａ、単相配電エリア１ｂの夫々に、商用電力系統から引き込み線３ａ，４ａを導入するための引き込み口２５ａ、２５ｂを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は住宅用分電盤に関し、特に電気自動車を充電する機能や太陽光発電システムを系統連系させる機能を備えた住宅用分電盤に関する。

家庭で充電できる電気自動車が普及し始めている。従来のこのような電気自動車は、単相１００Ｖ／２００Ｖのコンセントから電気自動車のバッテリに充電するよう構成されている。
一方で、一般住宅に太陽電池パネルを設置した住宅用太陽光発電システムが普及している。この発電システムは商用電力系統に系統連系させるために、例えば特許文献１に示すように分電盤の電源側に太陽光発電システムの発電出力を接続するための配線装置を設置したり、特許文献２に示すように分電盤の電流制限器と主幹ブレーカの間に分岐線を接続して太陽光発電を接続する構成を採用している。このような接続形態とすることで、分電盤自体を変更することなく太陽光発電システムを商用電力系統に接続していた。

特開２００３−３７９４０号公報 特開２００４−３２８８５６号公報

商用電力系統から一般住宅に引き込まれる電力形態は通常単相であり、図５に示すように変電所等から高電圧の三相３線式電路４０で送られてきた電力が、需要宅Ａ１・・Ａｎ近くで３線のうち２線間に変圧器４１を設けて単相に変換され、単相３線式或いは単相２線式で需要宅に引き込まれる。そのため、従来の太陽光発電システムでは、この引き込み線を使用して系統連系され、逆潮流された電力は三相３線式電路のうちの２線に流れ込んでいた。また、電気自動車のバッテリを充電する場合は逆に三相３線式電路のうちの２線から電力が供給された。

このように、従来の電気自動車への充電や太陽光発電の系統連系は、三相電力から見た場合には決してバランスのとれた形態ではなかった。
元々、電気自動車の充電系統や太陽光発電等の連系のない状態でも、配電路には様々な特性の負荷が接続されて、任意のタイミングでオン／オフされるため電力品質は日時によって常時変動している。そのため、このような電気自動車の充電形態や太陽光発電システムの連系形態の普及が進むと、配電系統の各線間の出力容量の偏りが更に拡大し、電圧・電流の不平衡により電源品質の低下や配電設備使用率の低下という問題を生じてしまう。

そこで、電気自動車バッテリへの充電や住宅用太陽光発電の系統連系を三相電力で実施すれば、系統の各相の電圧・電流は単相出力に比べて電力を安定させることが可能となるし、三相全てに同量の電流が流れるため、配電線の各相間に生じる電圧降下の差も小さくでき好ましい。

本発明はこのような問題点に鑑み成されたもので、単相の配電エリアに加えて三相の配電エリアを備え、電気自動車への充電や太陽光発電システムを三相３線式で実施しても１つの分電盤で対応可能な住宅用分電盤を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る住宅用分電盤は、電流制限器や漏電遮断器等を組み込んで商用電力系統から単相電力を引き込むための単相配電エリアと、三相漏電遮断器等を組み込んで商用電力系統から三相３線から成る電力を引き込むための三相配電エリアとを隣接して配置し、両配電エリアを区分けする区分け手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、単相配電エリアと三相配電エリアが１つの分電盤内に設けられているので、省スペースで２種類の電力を引き込むことができ、三相３線式の電力で充電される電気自動車用バッテリや三相で発電電力を出力する太陽光発電システムを容易に接続することができる。また、区分け手段により双方の配電エリアが区分けされているので、メンテナンス等で三相と単相の間で誤接続の発生を防止できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記単相配電エリア、前記三相配電エリアに商用電力系統から引き込み線を導入する引き込み口を夫々設けたことを特徴とする。
この構成によれば、配電エリアに加えて引き込み口も三相配電エリアと単相配電エリアとで独立しているので、分電盤内部配線に加えて引き込み線も明確に分離でき誤結線を確実に防止できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の構成において、前記区分け手段が、双方の配電エリアの間に立設した分離壁であることを特徴とする。
この構成によれば、両エリアは壁により区分けされるので、エリアを完全に分離でき、互いの配線が干渉することもない。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、前記区分け手段が配電エリアの内の配色であり、前記三相配電エリアと前記単相配電エリアの少なくとも内部背面同士を異なる色としたことを特徴とする。
この構成によれば、エリア内の色により区分けされるので、双方のエリアを把握し易く、誤接続を防止できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、三相電力により充電可能な電気自動車用バッテリを充電するためのバッテリ充電コンセントが前記三相漏電遮断器の二次側端子に接続されてなることを特徴とする。
この構成によれば、三相３線式で充電可能な電気自動車用バッテリが家庭用分電盤から延びたコンセントを使用して充電できる。よって、三相全てから同量の電流が供給されるので、電気自動車充電ステムが増えても三相配電路の三相間のバランスが変動することがない。そのため、三相配電系統の相間電圧に差が発生しないし、単相配電系統の電圧降下の変動も小さくできる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の構成において、太陽光発電システムの三相で出力される発電電力を商用電力系統に連系させるための出力線が前記三相漏電遮断器の二次側端子に接続されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、三相３線式で系統連系するので、三相全てに同量の電流を逆潮流させることができる。よって、系統連系する太陽光発電システムが増えても三相配電路の三相間のバランスが変動することがない。そのため、三相配電系統の相間電圧に差が発生しないし、単相配電系統の電圧降下の変動も小さくできる。

本発明によれば、単相配電エリアと三相配電エリアが１つの分電盤内に設けられているので、省スペースで２種類の電力を引き込むことができ、三相３線式の電力で充電される電気自動車用バッテリや三相で発電電力を出力する太陽光発電システムを容易に接続することができる。また、区分け手段により双方の配電エリアが区分けされているので、メンテナンス等で三相と単相の間で誤接続の発生を防止できる。
そして、電気自動車用バッテリの充電や、太陽光発電の逆潮流を三相３線電路で実施するので、三相配電路の三相間のバランスが変動することがなく、三相配電系統の相間電圧に差が発生しないし、単相配電系統の電圧降下の変動も小さくできる。

本発明に係る住宅用分電盤のハウジング説明図である。 図１の住宅用分電盤の構成の一例を示す説明図である。 図１の住宅用分電盤の別の構成を示す説明図である。 住宅用分電盤の使用形態を示す説明図である。 従来の住宅用分電盤の使用形態を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る住宅用分電盤の一例を示すハウジング説明図であり、２は住宅用分電盤１のハウジング、１ａは三相配電エリア、１ｂは単相配電エリアであり、双方の配電エリアは左右に隣接にて設けられ、両エリアは分離壁２０により完全に分離されている。

三相配電エリア１ａの内部背面には青色の樹脂板２１が全面に配設され、その樹脂板には「青３φ」の表示シール２２が貼着されている。単相配電エリア１ｂの内部背面には黒色の樹脂板２３が全面に配設され、その樹脂板には「黒１φ」の表示シール２４が貼着されている。また、双方のエリア１ａ，１ｂの天面には夫々商用電力系統の配電路からの引き込み線を導入する引き込み口２５ａ，２５ｂが設けられている。

このように、三相配電エリア１ａと単相配電エリア１ｂとが１つの分電盤１内に設けられているので、省スペースで２種類の電力を引き込むことができる。また、分離壁２０により双方の配電エリアが区分けされているので、エリアを完全に分離でき、互いの配線が干渉することもなく、メンテナンス等で三相と単相の間で誤接続の発生を防止できる。
更に、三相配電エリア１ａと単相配電エリア１ｂは内部の色により区分けされるので、双方のエリアを把握し易く、この構成からも誤接続を防止できる。
また、引き込み口２５ａ，２５ｂも三相配電エリア１ａと単相配電エリア１ｂとで独立しているので、加えて引き込み線も明確に分離でき誤結線を確実に防止できる。

図２は、この住宅用分電盤１の構成を示し、引き込んだ三相電力を電気自動車３０の充電に使用する構成を示している。三相配電エリア１ａには三相漏電遮断器１５が組み付けられ、単相配電エリア１ｂには、電流制限器１６、主幹漏電遮断器１７、複数の配線用遮断器１８等が組み付けられている。
三相漏電遮断器１５の一次側は、引き込み線３ａにより商用電力系統である三相３線式の低圧配電路３に接続され、二次側は電気自動車３０を充電するための充電コンセント３３が三相配線路を介して接続されている。電気自動車３０は、バッテリ３２とこのバッテリ３２への充電を制御する充電装置３１を備え、充電コンセント３３へ充電装置３１を接続することでバッテリ３２の充電が実施される。
一方、主幹漏電遮断器１７の一次側は電流制限器１６を介して引き込み線４ａにより商用電力系統である単相の低圧配電路４に接続されている。主幹漏電遮断器１４の二次側は、複数の配線用遮断器１８，１８，・・を介して図示しない家電機器や照明器具に接続されている。

このように、三相３線式で充電可能な電気自動車用バッテリ３２が家庭用分電盤から延びた充電コンセント３３を使用して充電できる。よって、三相全てから同量の電流が供給されるので、電気自動車充電ステムが増えても三相配電路３の三相間のバランスが変動することがない。そのため、三相配電系統の相間電圧に差が発生しないし、単相配電系統の電圧降下の変動も小さくできる。

図３は住宅用分電盤１の別の構成を示し、上述した充電コンセント３３に加えて太陽光発電システム１０を接続した構成を示している。太陽光発電システム１０は、太陽電池モジュール１１、太陽電池モジュール１１で発電した電気を統合して昇圧する接続箱１２、系統連系させるための交流に変換するパワーコンディショナ１３を備え、パワーコンディショナ１３の出力線１４が三相漏電遮断器１５の二次側端子に接続されている。
発電した電力は三相漏電遮断器１５を介して三相配電路３に逆潮流されるし、電気自動車３０の充電にも使用可能となっている。この太陽光発電システム１０と、充電コンセント３３とは三相漏電遮断器１５の二次側端子で連結されている。
尚、太陽光発電システム１０が接続される場合、三相漏電遮断器１５は逆接続可能な漏電遮断器が使用される。

図４は図３に示す住宅用分電盤１を商用電力系統に接続した状態を具体的に示している。５は三相３線から成る高圧配電路、６は三相の低圧配電路３に三相電力を供給する三相変圧器、７は単相の低圧配電路に単相電力を供給する単相変圧器、８は家電機器や照明等の負荷を示している。また、Ａ１・・Ａｎは個々の需要宅を示している。

高圧配電路５は、６６００Ｖ等の高圧で変電所から配電され、需要宅近くで三相変圧器６及び単相変圧器７により所定の電圧まで降圧される。例えば三相３線式の場合は相間２００Ｖの電圧に降圧されて三相の低圧配電路３に供給されるし、単相の場合は１００Ｖ或いは２００Ｖ（単相３線式）に変換されて単相の低圧配電路４に供給される。低圧配電路は、この三相の配電路３と単相の配電路４とで構成されている。

このように、太陽光発電システムを三相３線式で系統連系するので、三相全てに同量の電流を逆潮流させることができる。よって、系統連系する太陽光発電システムが増えても三相配電路３の三相間のバランスが変動することがない。そのため、三相配電系統の相間電圧に差が発生しないし、単相配電系統の電圧降下の変動も小さくできる。

尚、三相配電エリア１ａには遮断器１５を設置し、分電盤１の外に接続箱１２やパワーコンディショナー１３を設置しているが、三相配電エリア１ａを拡張してこれらも三相配電エリア１ａに組み込んでも良い。更に、エリアを広げて発電電力や売電電力を計測する電力計測器を組み込んでも良い。
また、分離壁２０と色分けとにより、三相配電エリア１ａと単相配電エリア１ｂを区分けしているが、どちらか一方のみで区分けしても良くメンテナンス等で三相と単相の間で誤接続の発生を防止できる。また、配色による区分けを色付きの樹脂板で行っているが、内部背面自体を塗装しても良い。

１・・住宅用分電盤、１ａ・・三相配電エリア、１ｂ・・単相配電エリア、３・・三相３線式の配電路、３ａ，３ｂ・・引き込み線、４・・単相の配電路、５・・高圧配電路、６・・三相変圧器、７・・単相変圧器、１０・・太陽光発電システム、１４・・出力線、１５・・三相漏電遮断器、１６・・電流制限器、１７・・主幹漏電遮断器、２０・・分離壁（区分け手段）、２１・・青色の樹脂板（区分け手段）、２２・・表示シール（区分け手段）、２３・・黒色の樹脂板（区分け手段）、２４・・表示シール（区分け手段）、２５ａ，２５ｂ・・引き込み口、３０・・電気自動車、３１・・充電装置、３２・・バッテリ、３３・・充電コンセント。

Claims (6)

1. 電流制限器や漏電遮断器等を組み込んで商用電力系統から単相電力を引き込むための単相配電エリアと、三相漏電遮断器等を組み込んで商用電力系統から三相３線から成る電力を引き込むための三相配電エリアとを隣接して配置し、両配電エリアを区分けする区分け手段を備えたことを特徴とする住宅用分電盤。
2. 前記単相配電エリア、前記三相配電エリアに商用電力系統から引き込み線を導入する引き込み口を夫々設けたことを特徴とする請求項１記載の住宅用分電盤。
3. 前記区分け手段が、双方の配電エリアの間に立設した分離壁であることを特徴とする請求項１又は２記載の住宅用分電盤。
4. 前記区分け手段が配電エリアの内の配色であり、前記三相配電エリアと前記単相配電エリアの少なくとも内部背面同士を異なる色としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の住宅用分電盤。
5. 三相電力により充電可能な電気自動車用バッテリを充電するためのバッテリ充電コンセントが前記三相漏電遮断器の二次側端子に接続されてなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の住宅用分電盤。
6. 太陽光発電システムの三相で出力される発電電力を商用電力系統に連系させるための出力線が前記三相漏電遮断器の二次側端子に接続されて成ることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の住宅用分電盤。

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