JP2013542705A - 事故復旧用配電箱及び前記配電箱の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】漏電及び線路の断線などの事故が発生する場合、道路の掘削及び配線、配管の入替えを行わずに負荷に電力を供給することで事故が迅速に復旧できるようにし、２線地絡事故の場合、故障点の測定が非常に容易である事故復旧用配電箱及び制御システムを提供する。
【解決手段】遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する前記遮断器対に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態である。
【選択図】図２ｂ

Description

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱に係り、複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態にある事故復旧用配電箱に関する。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱に係り、複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ、前記２列電源線路のそれぞれの線路は遮断器の各端子において閉ループをなす事故復旧用配電箱に関する。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱に係り、複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態であり、マーレーループ測定モジュールを含み、２線地絡故障点の測定のために前記マーレーループ測定モジュールを用いる事故復旧用配電箱に関する。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱及び制御端末機を含む制御システムに係り、複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記それぞれの遮断器は識別可能なセンサーノードとして作動し、前記制御端末機は前記識別可能なそれぞれの遮断器の負荷に連結を制御し、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態である事故復旧用配電箱制御システムに関する。

一般に、配電箱には計量器及び遮断器などが取り付けられ、線路を介して連結された負荷に電力を伝送する役目をすることになる。

ここで、遮断器はサージ及び落雷などによる過電流または漏電などによる追加事故を防止するために設置されるもので、主に追加の事故を防止するために研究が進んできた。

しかし、配電箱が用いられる地域によって、例えば、公園、路頭、アパート団地または軍境界地域などのような所では、追加の事故を予防すること以外にも、事故が迅速に復旧できるようにする配電箱の構成が切実な状況である。

図１ａは一方向配線連結構造に配電箱を採用した従来技術の例を手短に示す図、図１ｂは図１ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。

配電箱１０は遮断器１０ａを含んでおり、一方向線路２０を介して負荷３１〜３５に電力を伝達することになる。

図１ｂのように、線路の断線事故が発生すれば、負荷３３〜３５には電力が供給されなくなり、これを復旧するためには、掘削工事によって配管及び配線を入れ替えなければならない。

ところで、図１の負荷が公園、路頭またはアパート団地のような公共地域に設置されている施設物であるか、あるいは保安灯、照明灯であれば、事故を迅速に復旧することが非常に重要である。

なぜならば、掘削工事による請願や交通事故がさらに発生するか、あるいは公共施設を用いる市民の不便が持続してしまうからである。

また、掘削工事によって配線及び配管を入れ替えれば、復旧費用が高くかかるだけでなく、基礎施設物の美観が非常に損傷されるなどの問題が発生するからである。

一方、地絡事故の場合に、故障点を探し出す方法は、マーレーループ法、静電容量法及びパルスレーダー法などが使われているが、マーレーループ法が最も正確度が高くて取扱いが容易であると知られている。

ところで、１線地絡の場合には容易にマーレーループ法が採用できるが、２相ケーブルでなった２線地絡の場合には補助線路を用いなければならないため、適用が難しい状況である。

本発明の目的は、漏電及び線路の断線などの事故が発生する場合、道路の掘削及び配線、配管の入替えを行わずに負荷に電力を供給することで事故が迅速に復旧できるようにする、事故復旧用配電箱及び制御システムを提供することにある。

本発明の目的は、２線地絡事故の場合、故障点の測定が非常に容易である事故復旧用配電箱及び制御システムを提供することにある。

本発明によれば、本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態にした事故復旧用配電箱を提供することで前記技術的課題を解決しようとする。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ、前記２列電源線路のそれぞれの線路は遮断器の各端子において閉ループをなす事故復旧用配電箱を提供することで前記技術的課題を解決しようとする。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱にであって、複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態であり、マーレーループ測定モジュールを含み、２線地絡故障点の測定のために前記マーレーループ測定モジュールを用いる事故復旧用配電箱を提供することで前記技術的課題を解決しようとする。

本発明は、遮断器対を含む事故復旧用配電箱及び制御端末機を含む制御システムであって、複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ、前記各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記それぞれの遮断器は識別可能なセンサーノードとして作動し、前記制御端末機は前記識別可能なそれぞれの遮断器の負荷に連結を制御し、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態である事故復旧用配電箱制御システムを提供することで前記技術的課題を解決しようとする。

本発明による事故復旧用配電箱及び制御システムは、漏電及び線路の断線などの事故が発生する場合、道路の掘削及び配線、配管の入替えを行わずに負荷に電力を供給することで、事故が迅速に復旧できるようにする優れた効果を有する。

本発明による事故復旧用配電箱及び制御システムは、２線地絡事故の場合、故障点の測定が非常に容易である効果を有する。

一方向配線連結構造に配電箱を採用した従来技術の例を手短に示す図である。 図１ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。 本発明の第１実施例による事故復旧用配電箱を一方向配線連結構造に採用したものを示す図である。 図２ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。 図２ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。 本発明の第２実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図である。 図３ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。 図３ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。 本発明の第３実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図である。 図４ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。 図４ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。 本発明の第４実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図である。 図５ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。 １線地絡の場合にマーレーループ法による漏電点の測定を説明するための図である。 １線地絡の場合にマーレーループ法による漏電点の測定を説明するための図である。 本発明の第５実施例による事故復旧用配電箱および制御システムの主要構成を概略的に示す図である。

本明細書および請求範囲に使用された用語や単語は通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈されてはいけなく、発明者が自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想に合う意味と概念に解釈されなければならない。

したがって、本明細書に記載された実施例および図面に示された構成は本発明の好適な一実施例に過ぎなく、本発明の技術的思想をすべて示すものではないので、本出願の時点においてこれらを取り替えることができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、図面に基づいて本発明を説明するに先立ち、本発明の要旨を示すのに必要ではない事項、つまり通常の知識を持った当業者が明らかに分かることができる公知の構成についてはその図示および具体的な説明を省略する。

図２ａは本発明の第１実施例による事故復旧用配電箱を一方向配線連結構造に採用したものを示す図である。

まず、事故復旧用配電箱１００、１００’は両方向線路に使われるもので、図２ａの場合、一方向配線連結構造に採用したものを例として挙げたが、一方向配線構造以外の両方向線路にも用いられることができることは明らかである。

事故復旧用配電箱１００、１００’にはそれぞれ二つの遮断器１１０ａ、１２０ｂ；１１０ｂ、１２０ａを含む。

ここで、四つの遮断器を例として挙げたが、前述したように、施工地域および負荷特徴などの設計条件によって遮断器の数は増減できるのはいうまでもない。

各対の２列電源線路は対応する遮断器１１０ａ、１１０ｂ；１２０ａ、１２０ｂに連結され、一側の遮断器１１０ａ、１２０ａは負荷に連結されて電源を供給し、対応する遮断器１１０ｂ、１２０ｂは負荷に連結されないように構成される。

ここで、負荷に連結されてない状態は多様な場合を含むもので、まず線路が配電箱１００に引き込まれている状態で維持されるが、物理的に遮断器に全く接触しない場合を挙げることができる。

二番目は、電力スイッチング素子などを用いたスイッチングモジュールを介して既に遮断器に接触しているが、オフ（ＯＦＦ）状態を維持している場合を挙げることができる。

互いに対応する遮断器１１０ａ、１１０ｂ；１２０ａ、１２０ｂには負荷が選択的に配置される。図２ａの例においては、遮断器１１０ａと１１０ｂの間には負荷１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６が配置され、遮断器１２０ａと１２０ｂの間には負荷１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６が配置されたものが示されている。

図２ｂは図２ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図、図２ｃは図２ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。

負荷１２４と負荷１１５の間で線路の断線が発生すれば、負荷１２１、１２２、１２３、１２４、１１５、１１６には電力が供給できなくなる。

この場合、負荷に連結されなくて待機状態にあった遮断器１１０ｂ、１２０ｂを負荷に連結すれば、図２ｃのように速かに事故が復旧されることが分かる。

すなわち、線路が引き込まれている状態で維持されるが、物理的に遮断器に全く接触しない場合には、速かに作業者が接続作業を処理することになる。

また、電力スイッチングモジュールを介して既に遮断器に接触しているが、オフ（ＯＦＦ）状態を維持している場合には、関連の制御構成で速かにオン（ＯＮ）状態になるように処理するようになる。

したがって、道路の掘削や配線および配管などの入替え作業が全く必要なく、速やかな電力供給ができて事故が復旧されることが分かる。

ここで、線路の断線事故を例として挙げたが、漏電事故による場合にも本実施例が適用できるのはいうまでもない。

図３ａは本発明の第２実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図である。

まず、事故復旧用配電箱１００は両方向線路に使われるもので、図３ａの場合に、ループ配線連結構造に採用したものを例として挙げたが、ループ構成以外の両方向線路にも用いられることができるのは明らかである。

また、本発明の実施例による事故復旧用配電箱１００は両方向線路に使われ、複数対の２列電源線路を用いて負荷を各対の２列電源線路に選択的に配置することができる所に用いられる。

また、本発明の実施例による事故復旧用配電箱１００は各対の２列電源線路において互いに対応する二つの遮断器を含むように構成される。

図３ａは事故復旧用配電箱１００をループ配線連結構造に採用したもので、前記配電箱１００は四つの遮断器１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂを含む。

ここで、四つの遮断器を例として挙げたが、前述したように、施工地域および負荷特徴などの設計条件によって遮断器の数は増減できるのはいうまでもない。

各対の２列電源線路は対応する遮断器対１１０ａ、１１０ｂ；１２０ａ、１２０ｂを用いて連結され、一側の遮断器１１０ａ、１２０ｂは負荷に連結されて電源を供給し、対応する遮断器１１０ｂ、１２０ａは負荷に連結されないように構成される。

ここで、負荷に連結されてない状態は多様な場合を含むもので、まず線路が配電箱１００に引き込まれている状態で維持されるが物理的に遮断器に全く接触しない場合を挙げることができる。

二番目として、電力スイッチング素子などを用いたスイッチングモジュールを介して既に遮断器に接触しているがオフ（ＯＦＦ）状態を維持している場合を挙げることができる。

互いに対応する遮断器対１１０ａ、１１０ｂ；１２０ａ、１２０ｂは負荷が選択的に配置される。図３ａの例においては、第１遮断器対１１０ａと１１０ｂの間には負荷１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６が配置され、第２遮断器対１２０ａと１２０ｂの間には負荷１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６が配置されたものが示されている。

図３ｂは図３ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図、図３ｃは図３ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。

負荷１２１と負荷１１２の間で線路の断線が発生すれば、負荷１１１、１２１を除いたすべての負荷には電力が供給されなくなる。

この場合、負荷に連結されなくて待機状態にあった遮断器１１０ｂ、１２０ａを負荷に連結すれば、図３ｃのように速かに事故が復旧されることが分かる。

すなわち、線路が引き込まれている状態で維持されるが物理的に遮断器に全く接触しない場合には、速かに作業者が接続作業を処理するようになる。

また、電力スイッチングモジュールを介して既に遮断器に接触しているがオフ（ＯＦＦ）状態を維持している場合には、関連の制御構成で速かにオン（ＯＮ）状態になるように処理するようになる。

したがって、道路の掘削や配線および配管などの入替え作業が全く必要なく、速かな電力供給ができて事故が復旧されることが分かる。

ここで、線路の断線事故を例として挙げたが、漏電事故による場合にも本実施例が適用できるのはいうまでもない。

図４ａは本発明の第３実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図である。

図３ａにおいては、対応する遮断器対１２０ａと１２０ｂのうち遮断器１２０ｂが電力を提供するように施工された例を示したが、図４ａにおいては、遮断器１２０ａが電力を先に提供するように施工された例を示す。

設計条件によって、対応する遮断器対１１０ａ、１１０ｂ；１２０ａ、１２０ｂのうち、電力を先に提供する遮断器は選択的に施工可能なもので、施工地域および負荷特徴によって違うのはいうまでもない。

図４ｂは図４ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図、図４ｃは図４ｂの線路の断線事故が復旧されたものを示す図である。

負荷１２１と負荷１１２の間で線路の断線が発生すれば、配置された負荷に電力が交互に供給されることが分かる。

すなわち、図４ａの構造は負荷が保安灯や照明灯のような地域に積極採用できるもので、線路の断線事故が発生しても完全消灯の区域が発生しなくて隔灯することにより、復旧直前まで追加の事故を防止するという点で利点があると言える。

図４ｂのように事故が発生した場合、負荷に連結されなくて待機状態にあった遮断器１１０ｂ、１２０ｂを負荷に連結すれば、図４ｃのように速かに事故が復旧されることが分かる。

図５ａは本発明の第４実施例による事故復旧用配電箱をループ配線連結構造に採用したものを示す図、図５ｂは図５ａにおいて線路の断線事故が発生したときの事例を示す図である。

配電箱１００は遮断器対１１０ａ、１２０ａを含み、各遮断器の両端子（＋）、（−）で閉ループを形成していることが分かる。

図５ｂのように、負荷１２１と負荷１１２の間で断線事故が発生してもオフ（ＯＦＦ）となる負荷がなく、全ての負荷に電力が供給できるもので、自動で事故が復旧できることが分かる。

図６ａおよび図６ｂは１線地絡の場合にマーレーループ法による漏電点測定を説明する図である。

図６ａのように１線地絡が発生した場合には図６ｂのように故障点を測定することができる。

すなわち、検流計（Ｇ）の指針がゼロ（０）となるようにすれば、ブリッジ回路の平衡原理によって、Ｒ１／Ｒ２＝Ｒ３／Ｒ４が成り立ち、ケーブル導電率（ρ）、ケーブル断面積（Ａ）、ケーブル長さ（Ｌ）、故障点までの長さをｌとすると、Ｒ３＝ρ（２Ｌ−ｌ）／Ａ、Ｒ４＝ρｌ／Ａとなる。

したがって、Ｒ１／Ｒ２＝（２Ｌ−ｌ）／ｌとなり、測定点から故障点までの距離ｌは２Ｒ２Ｌ／（Ｒ１＋Ｒ２）となることが分かる。

しかし、２線地絡が発生した場合には、補助線路を新たに設置する場合に前記のようなマーレーループ法の利用が可能であるが、これはループ構造を作らなければならないからである。

図７は本発明の第５実施例による事故復旧用配電箱およびその制御システムの主要構成を概略的に示す図である。

本発明の第５実施例による事故復旧用配電箱１００にはマーレーループ測定モジュールが含まれる。

前記マーレーループ測定モジュールはループ配線連結構造に配電箱が使われた場合に活用できるもので、２線地絡が発生すれば、前記測定モジュールを用いて故障点を測定することができるようになる。

すなわち、ループ配線連結構造に適用すれば、新しい補助線路の必要なしに故障点までの長さを測定することができ、これを用いて事故地点を迅速に分かることができるものである。

また、本発明の第５実施例による事故復旧用配電箱１００は複数の遮断器を含み、各遮断器はスイッチングモジュールおよびＵＳＮ（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ
Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信モジュールをさらに含むように構成される。

また、事故復旧用配電箱の制御システムは、前記配電箱１００および制御端末機２００を含む。

スイッチングモジュールは電力スイッチング素子を用いて負荷への電力供給をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）する機能を有する構成要素で、制御端末機２００の制御によって作動するように構成される。

ＵＳＮ通信モジュールは各遮断器が識別可能なセンサーノードとして作動するように機能するもので、センサーネットワーク用に設計された運営体制で動作するように設計される。

すなわち、各遮断器が識別可能なノードＩＤを持ち、制御端末機２００と無線通信を行うように構成される。

一例として、ＴｉｎｙＯＳ、ＭＡＮＴＩＳ、ＰＥＥＲＯＳまたはＴ−Ｅｎｇｉｎｅなどの運営体制を適用することができ、無線ネットワークは近距離無線通信技術であるジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））通信技術を採用することができる。

一例として、センサーネットワークの運営体制としてＴｉｎｙＯＳを採用すれば、ＵＳＮ通信モジュールが伝送するメッセージはＴＯＳ＿Ｍｓｇ規則に従うようにすることができ、この場合にペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）にノードＩＤが挿入されて伝送される。

設計条件によって、本発明の目的に合うように他の運営体制およびメッセージ規則に従うように構成できるのはいうまでもない。

制御端末機２００は、操作インターフェース、制御モジュールおよびＵＳＮ通信モジュールを含むように構成される。

操作インターフェースは、制御端末機２００の表面に形成されたディスプレイ窓および各種の操作ボタンなどのインターフェースを含むように設計され、制御端末機２００の内部の制御モジュールおよびＵＳＮ通信モジュールと連動するように構成される。

制御モジュールは、制御端末機２００のボタンによって処理される各遮断器に含まれたスイッチングモジュールのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）制御命令を処理する機能をする。

ＵＳＮ通信モジュールは制御モジュールと連動して、センサーノードＩＤによって識別される各遮断器のＵＳＮ通信モジュールと通信して制御命令を遂行するように処理する機能をする。

したがって、本発明の実施例による配電箱制御システムによれば、漏電または線路の断線事故が発生するとき、作業者が制御端末機２００を持ち現場に来てボタン操作だけで各遮断器のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）制御を処理することにより、速かに事故が復旧できることが分かる。

好ましくは、本発明の実施例によるシステムはその他の電力制御システムなどと連動して動作するように設計できるのはいうまでもない。

設計条件によって、制御端末機２００に含まれた一部モジュールが配電箱１００の内部に別に含まれるように構成されることもできるのはいうまでもない。

一方、図１〜図７に基づいて前述したものは、本発明の主要事項のみであり、その技術的範囲内で多様な設計が可能であるので、本発明が図１〜図７の構成および機能に限定されるものではないのは明らかである。

Claims (10)

1. 遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、
   複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ；
   各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態であることを特徴とする、事故復旧用配電箱。
2. 前記遮断器対は一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の事故復旧用配電箱。
3. 前記負荷に連結されない状態は、線路が前記事故復旧用配電箱の内部に引き込まれたが物理的に接触しないことを特徴とする、請求項１または２に記載の事故復旧用配電箱。
4. 前記両方向電源線路は一方向配線連結線路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の事故復旧用配電箱。
5. 前記両方向電源線路はループ配線連結線路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の事故復旧用配電箱。
6. 事故発生の際、前記遮断器対のうち負荷に連結されなかった遮断器を負荷に連結することを特徴とする、請求項１または２に記載の事故復旧用配電箱。
7. 遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、
   複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ；
   前記２列電源線路のそれぞれの線路は遮断器の各端子において閉ループをなすことを特徴とする、事故復旧用配電箱。
8. 前記２列電源線路に連結される負荷は前記遮断器対に含まれた遮断器と交互に連結されることを特徴とする、請求項７に記載の事故復旧用配電箱。
9. 遮断器対を含む事故復旧用配電箱であって、
   複数対の２列電源線路を持つループ配線連結線路に用いられ；
   各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され、前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態であり；
   マーレーループ測定モジュールを含み；
   ２線地絡故障点の測定のために、前記マーレーループ測定モジュールを用いることを特徴とする、事故復旧用配電箱。
10. 遮断器対を含む事故復旧用配電箱；および制御端末機；を含む制御システムであって、
    複数対の２列電源線路を持つ両方向電源線路に用いられ；
    各対の２列電源線路は対応する遮断器に連結され；
    前記それぞれの遮断器は識別可能なセンサーノードとして作動し；
    前記制御端末機は前記識別可能なそれぞれの遮断器の負荷連結を制御し；
    前記遮断器対の一つの遮断器は負荷に連結されない状態であることを特徴とする、事故復旧用配電箱制御システム。
    

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