JP2013229967A - 分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 非常用電源に切り替わっても、商用電力系統と共通の電路及び分岐ブレーカを使用して負荷に電力を供給できる分電盤を提供する。
【解決手段】 商用電力系統Ｍからの電力の供給が停止した場合に分岐電路に供給する電力を外部電源３に切り替える電源切替装置４を備え、この電源切替装置４が主幹ブレーカ１のオン／オフ情報を入手する主幹ブレーカ情報入力部１１と主幹ブレーカ１の二次側の電路電圧情報を入手する電路電圧情報入力部１２と分岐電路の電源を商用電力から外部電源３に切り替える切替部１４と切替部１４を制御する切替制御部１５とで構成され、切替制御部１５は主幹ブレーカ１がオン状態で且つ電路電圧を検出できなかった場合は、分岐電路の電源を外部電源３に切り替えるが、主幹ブレーカ１がオフして電路電圧を検出できなかった場合は外部電源３に切り替えない。
【選択図】 図１

Description

本発明は分電盤に関し、特に商用電力系統からの電力が停止した場合に非常用電源に切り替える機能を備えた分電盤に関する。

商用電力系統からの電力の供給が停止した場合、非常用電源に切り替わる機能を備えた分電盤がある。例えば、特許文献１ではバッテリーを内蔵し、停電が発生したら火災報知器の電源をバッテリーに切り替えて、停電時でも火災報知機能を維持させた。
また、特許文献２では、停電を受けて一部の分岐電路の電源を太陽光発電設備に切り替える構成が開示されている。

特開２０００−２８７３１５号公報 特開平１０−５１９５９号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成の場合、非常用電源がバッテリーであるため、火災報知器程度しか供給できず、商用電力系統から電力を受けていた照明や動力機器まで電力を供給することはできなかった。
また、特許文献２の場合は商用電力系統に連系する太陽光発電を非常用電源とするため、停電時に照明等多くの電気設備を起動させることができるし、電路の状態を判断するためのバックアップ電源を必要としないため、利便性が良かった。しかし、主幹ブレーカの作動を考慮して切り替える構成とはなっていないため、過負荷や漏電等で停電となった場合も非常用電源に切り替わる場合が発生し、双方を共通する電路で構成することができなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、非常用電源に切り替わっても、商用電力系統と共通の電路及び分岐ブレーカを使用して負荷に電力を供給できる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の発明は、商用電力系統から受電する主幹ブレーカと、受電電力を分岐して分岐電路を形成する複数の分岐ブレーカと、商用電力系統からの電力の供給が停止した場合に、前記分岐電路に供給する電力を別途設置されている非常用電源に切り替える電源切替装置を備えた分電盤であって、前記電源切替装置は、前記主幹ブレーカのオン／オフ情報を入手する主幹ブレーカ情報入力部と、前記主幹ブレーカ二次側の電路電圧情報を入手する電路電圧情報入力部と、前記分岐電路の電源を商用電力から前記非常用電源に切り替える切替部と、前記切替部を制御する切替制御部とを有し、前記切替制御部は、前記主幹ブレーカがオン状態で且つ電路電圧を検出できなかった場合に、前記分岐電路の電源を前記非常用電源に切り替え、前記主幹ブレーカのオフ動作により電路電圧を検出できなかった場合は前記非常用電源に切り替えないことを特徴とする。
この構成によれば、商用電力系統からの電力供給が停止したら、非常用電源に電源を切り替えることができる。但し、主幹ブレーカが作動して停電になった場合は、非常用電源に切り替わることがないため、漏電の発生等で電路が不安定な状況で非常用電源に切り替わることが無く、非常用電源の電路と商用電力系統の電路との分岐電路の共通化が可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記電源切替装置は非常用電源の電圧情報を入手する外部電圧情報入力部を有し、前記切替制御部は、非常用電源の電圧を検出できない場合は非常用電源に切り替えないことを特徴とする。
この構成によれば、非常用電源から電力の送出がない場合は、停電が発生しても切り替え制御を行わないため、非常用電源が太陽光発電のような発電設備であっても、蓄電池であっても不具合が生ずるようなことがない。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、前記切替制御部は、前記商用電力を受けてオンする第１リレーと、前記商用電力を駆動源とする第２リレーと、前記非常用電源を駆動源とする第３リレーとを有し、前記第２リレーには、前記第１リレーのａ接点と前記第３リレーのｂ接点とが直列に接続される一方、前記第３リレーには、前記第１リレーのｂ接点と前記第２リレーのｂ接点と、更に前記主幹ブレーカの補助接点とが直列に接続されて成り、前記第２リレーのオン動作で前記商用電力系統の電力が前記分岐電路に出力され、前記第３リレーのオン動作で前記非常用電源の電力が前記分岐電路に出力されることを特徴とする。
この構成によれば、切替制御部をリレーで構成し、商用電力を供給するためのリレーは商用電力により起動させるし、非常用電源を供給するためのリレーは非常用電源で起動させるため、リレーを駆動させるための電源を別途設けることなく切替動作し、停電時は別途電源を設けることなく自動で切り替えることができる。
そして、第１リレーは商用電力でオンするため、電路電圧情報入力部を兼ねているし、第３リレーは主幹ブレーカがオフしたらオンしないため主幹ブレーカ情報入力部を兼ねている。更に、第３リレーは非常用電源に出力電圧がない場合はオンしないため外部電圧情報入力部も兼ねている。そのため、電源切替装置を簡易な構成にできる。

本発明によれば、商用電力系統からの電力供給が停止したら、非常用電源に電源を切り替えることができる。但し、主幹ブレーカが作動して停電になった場合は、非常用電源に切り替わることがないため、漏電の発生等で電路が不安定な状況で非常用電源に切り替わることが無く、非常用電源の電路と商用電力系統の電路との共通化が可能となる。

本発明に係る分電盤の一例を示す回路ブロック図である。 電源切替装置の回路図である。 切替部の回路図である。 切替制御部の制御の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る分電盤のブロック図であり、１は商用電力系統Ｍから住戸に電力を引き込むための主幹ブレーカ、２は電灯や電気機器等の負荷に電力を供給する分岐電路を設けるための分岐ブレーカ、３は太陽光発電設備やガス発電設備、或いは蓄電池等の非常用電源でもある外部電源、４は商用電力と外部電源３を切り替える電源切替装置、Ｌ１は商用電力系統Ｍからの電路、Ｌ２は外部電源３の電路、Ｌ３は商用電力系統Ｍ及び外部電源３の共通電路である。尚、電路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は例えば単相３線式電路として構成されている。また、外部電源３は、商用電力系統Ｍに系統連系する電源であっても良いし、非常時専用の電源であっても良い。

電源切替装置４は、主幹ブレーカ１の補助接点１ａが接続される主幹ブレーカ情報入力部１１、主幹ブレーカ１の２次側電路の電圧情報を得るための電路電圧情報入力部１２、外部電源３の出力電圧情報を得るための外部電圧情報入力部１３、商用電力系統Ｍと外部電源３との何れかに切り替える切替部１４、切替部１４を制御する切替制御部１５等を備えている。

図２はこの電源切替装置４の具体的な構成を示し、図３は切替部１４の構成を示している。図２、図３に示すように電源切替装置４はリレー回路により構成され、Ｘ１は第１リレー、Ｘ２は第２リレー、Ｘ３は第３リレー、ａＸ１，ａＸ２，ａＸ３はそれぞれ第１リレー、第２リレー、第３リレーのａ接点、ｂＸ１，ｂＸ２，ｂＸ３はそれぞれ第１リレー、第２リレー、第３リレーのｂ接点を示している。
図２に示す端子ＸＣ１は主幹ブレーカ１の２次側電圧線に接続され、端子ＮＣ１は中性線に接続されている。端子ＸＣ２は外部電源３の電圧線に接続され、端子ＮＣ２は外部電源３の中性線に接続されている。

一方、図３において端子Ｃ１は商用電力側である主幹ブレーカ１の２次側に接続され、端子Ｃ２は外部電源３に接続される。尚、この図３の電路は、単相３線式電路のうちの２線（２本の電圧線、或いは１本の電圧線と中性線）で構成される。そして図２に示すように、第１リレーＸ１はＸＣ１端子と中性線ＮＣ１の間に接続され、第２リレーＸ２はこの第１リレーＸ１に並列に接続されている。但し、第１リレーＸ１のａ接点ａＸ１と第３リレーＸ３のｂ接点ｂＸ３が、第２リレーＸ２に直列に接続されている。
また第３リレーＸ３は、外部電源３と中性線の間に接続されている。但し、第１リレーＸ１のｂ接点ｂＸ１と第２リレーＸ２のｂ接点ｂＸ２が、第３リレーＸ３に直列に接続されている。

切替部１４は、図３に示すように商用電力系統Ｍに接続された電路Ｌ１に設けた第２リレーＸ２のａ接点ａＸ２と、外部電源３に接続された電路Ｌ２に設けた第３リレーのａ接点ａＸ３とで構成され、共通電路Ｌ３である負荷側電路には複数の分岐ブレーカ２が接続されている。

このように構成された電源切替装置４は以下のように切替動作する。図４は切替動作のフローを示し、この図４に基づいて説明する。商用電力系統Ｍから正常に電力が供給できる状態にある場合（Ｓ１でＹｅｓ）、リレーＸ１はオン状態にある（Ｓ２）ため、リレーＸ１のｂ接点ｂＸ１はオープン状態にある。そのため、このｂ接点ｂＸ１が直列に接続されている第３リレーＸ３はオフ状態にある（Ｓ３）。従って、外部電源３は接続されず外部電源３から電力は供給されない。
一方、第３リレーＸ３のｂ接点ｂＸ３及び第１リレーＸ１のａ接点ａＸ１が直列接続されている第２リレーＸ２は、この状態でオン状態にあるため（Ｓ４）、そのａ接点ａＸ２はクローズ状態にある。よって、商用電力系統Ｍから電力が供給される。

この状態から商用電力系統Ｍからの電力供給が停止したら（Ｓ１でＮｏ）、第１リレーＸ１はオフする（Ｓ５）。この動作を受けて、リレーＸ１のａ接点ａＸ１はオープンするため、第２リレーＸ２はオフする（Ｓ６）。この結果、第１リレーＸ１のｂ接点ｂＸ１と第２リレーＸ２のｂ接点ｂＸ２とが共にクローズするため、第３リレーＸ３がオンする環境が整う。
ここで、外部電源３から出力があり（Ｓ７でＹｅｓ）、且つ補助接点１ａもオン状態（Ｓ８でＹｅｓ）であれば、この時点で第３リレーＸ３はオンする（Ｓ９）。この結果、外部電源３が接続されて電力が供給される。

但し、外部電源３からの出力が無ければ（Ｓ７でＮｏ）、第３リレーＸ３はオンしない（Ｓ１０）ため、外部電源３に接続動作しない。また、外部用電源３から出力があっても（Ｓ７でＹｅｓ）、主幹ブレーカ１が作動してオフ状態であれば補助接点１ａはオフするため（Ｓ８でＮｏ）、第３リレーＸ３はオンしない（Ｓ１０）。この場合も外部電源３に接続されず、外部電源３に切り替わらない。

このように、商用電力系統Ｍからの電力供給が停止したら、外部電源３に電源を切り替えることができる。但し、主幹ブレーカ１が作動して停電になった場合は、外部電源３に切り替わることがないため、漏電の発生等で電路が不安定な状況で非常用電源に切り替わることが無く、商用電力系統Ｍの電路Ｌ１と外部電源３の電路Ｌ２との分岐電路の共通化が可能となる。
また、外部電源３から電力の送出がない場合は、停電が発生しても切替制御を行わないため、外部電源３が太陽光発電のような発電設備であっても、蓄電池であっても不具合が生ずるようなことがない。
更に、切替制御部１５を構成するリレーの駆動に商用電力系統Ｍ或いは非常用電源として外部電源３が使用されるが、商用電力を供給するためのリレー（第２リレーＸ２）は商用電力により起動するし、非常用電源を供給するためのリレー（第３リレーＸ３）は外部電源３で起動するため、リレーを駆動させるための電源を別途設けることなく切替動作し、停電時は別途操作することなく自動で切り替わる。
また、第１リレーＸ１は商用電力でオンするため、電路電圧情報入力部１２を兼ねているし、第３リレーＸ３は主幹ブレーカ１がオフしたらオンしないため、主幹ブレーカ情報入力部１１を兼ねている。更に、外部電源３に出力電圧がない場合、第３リレーＸ３はオンしないため、外部電圧情報入力部１３を兼ねている。そのため、電源切替装置４を簡易な構成にできる。

尚、上記実施形態は、電源切替装置４をリレーを使用して構成したが、プログラムしたＣＰＵにより構成しても良い。

１・・主幹ブレーカ、２・・分岐ブレーカ、３・・外部電源、４・・電源切替回路、１１・・主幹ブレーカ情報入力部、１２・・電路電圧情報入力部、１３・・外部電圧情報入力部、１４・・切替部、１５・・切替制御部、Ｘ１・・第１リレー，Ｘ２・・第２リレー，Ｘ３・・第３リレー、Ｍ・・商用電力系統。

Claims (3)

1. 商用電力系統から受電する主幹ブレーカと、受電電力を分岐して分岐電路を形成する複数の分岐ブレーカと、商用電力系統からの電力の供給が停止した場合に、前記分岐電路に供給する電力を別途設置されている非常用電源に切り替える電源切替装置を備えた分電盤であって、
   前記電源切替装置は、前記主幹ブレーカのオン／オフ情報を入手する主幹ブレーカ情報入力部と、前記主幹ブレーカ二次側の電路電圧情報を入手する電路電圧情報入力部と、前記分岐電路の電源を商用電力から前記非常用電源に切り替える切替部と、前記切替部を制御する切替制御部とを有し、
   前記切替制御部は、前記主幹ブレーカがオン状態で且つ電路電圧を検出できなかった場合に、前記分岐電路の電源を前記非常用電源に切り替え、前記主幹ブレーカのオフ動作により電路電圧を検出できなかった場合は前記非常用電源に切り替えないことを特徴とする分電盤。
2. 前記電源切替装置は非常用電源の電圧情報を入手する外部電圧情報入力部を有し、
   前記切替制御部は、非常用電源の電圧を検出できない場合は非常用電源に切り替えないことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
3. 前記切替制御部は、前記商用電力を受けてオンする第１リレーと、前記商用電力を駆動源とする第２リレーと、前記非常用電源を駆動源とする第３リレーとを有し、
   前記第２リレーには、前記第１リレーのａ接点と前記第３リレーのｂ接点とが直列に接続される一方、
   前記第３リレーには、前記第１リレーのｂ接点と前記第２リレーのｂ接点と、更に前記主幹ブレーカの補助接点とが直列に接続されて成り、
   前記第２リレーのオン動作で前記商用電力系統の電力が前記分岐電路に出力され、前記第３リレーのオン動作で前記非常用電源の電力が前記分岐電路に出力されることを特徴とする請求項２記載の分電盤。

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