JP2014026727A

JP2014026727A - 配電機器への電流センサ装着構造

Info

Publication number: JP2014026727A
Application number: JP2012163730A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Kato; 浩久加藤; Ryota Takahashi; 良太高橋
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: JP6019424B2

Abstract

【課題】電流測定が必要となった場合には容易に電流測定可能な配電機器に変換することができる配電機器への電流センサ装着構造を提供する。
【解決手段】ブレーカ等の配電機器の内部電路１８が臨む位置の筐体に電流センサ装着部１３を設け、電流センサ１を装着する。電流センサ１は、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部３とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を配置した構造である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブレーカ等の配電機器への電流センサ装着構造に関するものである。

分電盤や配電盤などに組み込まれるブレーカや端子台などの配電機器には、各種の負荷が接続されるが、電力使用量を合理的に管理するために、各負荷に流れる負荷電流を測定したい場合がある。そのために例えば特許文献１に示されるように、端子部の電路にＣＴを組み込んだ構造が提案されている。しかし予め電流測定が必要であることが分かっている場合には特許文献１のような構造のものを取付けておけばよいが、取付後に電流測定が必要となった場合には、ＣＴ内蔵型の配電機器に取り換えねばならないという問題があった。なお、全ての配電機器を最初からＣＴ内蔵型としておくことは、コストアップとなるため現実的ではない。

特開２０００−３２３２０２号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、電流測定が必要となった場合には容易に電流測定可能な配電機器に変換することができる配電機器への電流センサ装着構造を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の配電機器への電流センサ装着構造は、配電機器の内部電路が臨む位置の筐体に電流センサ装着部を設け、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を配置した構造の電流センサを、前記電流センサ装着部に挿入し、内部電路を配線挿通部に位置させたことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、電流センサ装着部は、筐体の内部空間と隔てられた凹部とすることができ、また請求項３のように、筐体の内部空間に連通する開口部とすることもできる。

本発明の配電機器への電流センサ装着構造によれば、配電機器の内部電路が臨む位置の筐体に形成された電流センサ装着部に電流センサを挿入し、内部電路を配線挿通部に位置させることにより、電流測定機能のない配電機器を電流測定機能を持つ配電機器に簡単に変換することができる。このため製品コストを低減することができる。またこの変換は出荷後の製品に対しても簡単に行うことができる。しかも内部電路の電流を正確に測定することができる。

請求項２のように電流センサ装着部を筐体の内部空間と隔てられた凹部とすれば、外部からごみが侵入することがなく、また回路遮断時に内部空間において発生するアークガスが電流センサに影響するおそれがない利点がある。

請求項３のように電流センサ装着部を筐体の内部空間に連通する開口部とすれば、筐体の肉厚が厚い場合にも内部電路の電流を精度よく測定することができる。

電流センサの斜視図である。電流センサの斜視図である。電流センサの原理説明図である。第１の実施形態を示す斜視図である。電流センサ装着部の断面図である。バスケーブルの接続状態を示す斜視図である。第２の実施形態を示す斜視図である。第２の実施形態を示す断面図である。電流センサ装着部の断面図である。第３の実施形態を示す斜視図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
第１の実施形態は、配電機器であるブレーカへの電流センサ取付け構造である。
使用される電流センサは各実施形態に共通であり、図１にその構造を示す。この電流センサ１は、基板の一端から一対の腕部２を突出させてその内側に端部が開放された配線挿通部３を形成するとともに、一対の腕部２の各々にホール素子などの磁気検出素子４を配置した構造のものであり、その全体はカバー５に収納されている。なお基板には演算用の集積回路６が搭載されている。

図２はその原理の説明図である。図示のように配線挿通部３の内部に挿入された電路７に電流が流れると電流値に応じた磁界が発生するため、磁気検出素子４には磁束密度に応じた起電力が生じる。磁気検出素子４から出力された電圧は集積回路６において増幅され、各磁気検出素子４からの出力を合成して出力電圧から電流値を得ることができる。一対の腕部２の各々に磁気検出素子４が配置されているため、仮に電路７の中心と配線挿通部３の中心とが正確に一致していない場合にも、電路７の電流値を精度よく検出することができる。また配線挿通部３は端部が開放されているため、腕部２が電路７を跨ぐように電流センサ１を挿入すればよく、ＣＴのように配線を切断して内部に貫通させる必要がない利点がある。

なお、図２では各腕部２に１つの磁気検出素子４を配置したが、その個数を更に増加させれば検出精度を更に高めることができる。また図３に示すように、カバー５に連結コネクタ接続用の孔８を形成することもできる。集積回路６には動作用の電源が必要であるが、電流センサ１には出力用の通信線が接続されるため、それと並行させて電源線を接続することができる。

図４〜図６は本発明の第１の実施形態を示す図である。
図４は配電機器であるブレーカ１０を示しており、図示のものは上下に所定間隔で３枚積層配置された主幹バーにプラグイン接続される分岐ブレーカであり、電源側にプラグイン端子１１が設けられている。

ブレーカ１０の筐体１２の上面には、電流センサ装着部１３が形成されている。その位置はブレーカ１０の内部電路が臨む位置であればよいが、この実施形態ではプラグイン端子１１とハンドル１４との中間位置である。

図５はその断面構造を示しており、電流センサ装着部１３は筐体１２の内部空間１５と隔てられた凹部となっている。その形状は電流センサ１の腕部２が嵌まり込む両側の凹部１６と、ブレーカ１０の内部電路１８が裏面に嵌まり込む凸部１９とを備えたものである。電流センサ装着部１３は筐体１２を構成する隔壁により内部空間１５と隔てられているため、内部空間１５にゴミ等が侵入することはなく、また回路遮断時に内部空間１５で発生するアークガスが電流センサ１に悪影響を及ぼすおそれもない。なお内部電路１８としてはより線のような可撓性部分よりも、剛性のある部分を選択する方が、検出精度を安定させるうえで好ましいが、電流センサ１の配線挿通部３に内部電路１８が適切に位置できるように図示しない爪などの位置規制部を設けておけば、内部電路１８はより線のような可撓性の方が配線作業が容易となることもある。

図５に示すように、この電流センサ装着部１３に上方から電流センサ１が挿入される。内部電路１８を電流センサ１の配線挿通部３に位置させれば、内部電路１８を流れる電流により発生する磁界を磁気検出素子４が検出し、電流値を測定することができる。なお筐体１２は樹脂製であるため、発生磁界に影響を及ぼすことはない。

なお電流センサ装着部１３の表面にはシール等の覆いを形成しておき、電流センサ１を装着する場合にはシール等を剥がすようにしておくことが好ましい。覆いとしてはシールのほか、キャップやノックアウト等、簡単に取り外しできるものを採用することができる。しかしこの実施形態では電流センサ装着部１３は筐体１２の上面ではあるが、隔壁により内部空間１５と隔てられているため、覆いは省略することも可能である。

このような構造としておけば、製造段階では電流センサなしのブレーカとして生産し、分電盤製造時に電流監視分電盤とする場合には、必要部分のシールやキャップ等を剥がして凹部を露出させ、上記のように電流センサ１を挿入し、電流測定機能付きのブレーカに変換することができる。

電流センサ１の外側面前面側には、電源線と信号線が接続されるコネクタが設けられている。図４に示すように、ブレーカ１０の電流センサ装着部１３の前側には段部が設けられているので、図６に示すようにこの部分にバスケーブル２０のコネクタ接続部２１を配置し、前面から着脱可能としておく。図６のように隣り合ったブレーカ１０、１０に渡り配線を行い、バスケーブル２０をコネクタ接続する。

このような構造としておけば、主幹バーへのブレーカ１０のプラグイン方向とコネクタ接続方向とが同一となり、コネクタの接続作業性がよく、余分なバスケーブル２０の寸法がなくてもよいので、美観上も優れる利点がある。

上記した第１の実施形態ではブレーカ１０の前面側（ハンドルよりの電源側）に電流センサ装着部１３を形成したが、後面側(負荷側）に電流センサ装着部１３を形成してもよい。その場合には負荷側端子の電線挿入孔の付近に電流センサ装着部１３を縦向きに形成し、負荷電流を測定することが好ましい。

図７〜図９は本発明の第２の実施形態を示す図である。この実施形態では配線機器は主幹ブレーカ等に用いられる容量の大きい３極のブレーカであり、電流センサ装着部１３は
図７、図８に示すようにブレーカの底面２２に形成されている。

このような容量の大きいブレーカは筐体の肉厚が厚いので、電流センサ装着部１３は第１の実施形態のような凹部ではなく、図９に示すように筐体１２の内部空間１５に連通する開口部として内部電路１８の電流を精度よく測定することができるようにしてある。そして図９に示すように電流センサ１の配線挿通部３に内部電路１８が位置するように電流センサ１を挿入することにより、内部電路１８を流れる電流を精度よく測定することができる。

この実施形態では、固定接点から負荷側端子２３に延びる剛性のある内部電路１８に対応する位置に電流センサ装着部１３を形成したので、精度のよい電流測定が可能である。また電流センサ装着部１３の形状も、図９に示すように電流センサ１をがたつくことなく装着できる形状としてある。

このような容量の大きいブレーカはねじ接続するタイプが多く、分電盤に対して垂直に着脱することとなる。このため電流センサ装着部１３の形成位置は特に限定されるものではない。しかし開閉機構部よりも電源側に配置した場合にはアークガスが電流センサ１に影響を及ぼす可能性があるので、開閉機構部よりも負荷側に配置することが望ましい。またこの実施形態のようにブレーカの底面側に電流センサ装着部１３を形成しておけば、ごみの侵入を防止することができる。

電流センサ装着部１３が内部空間１８に連通する開口部である場合には、電流センサ１を挿入しない電流センサ装着部１３は閉塞しておくことが好ましい。このためには電流センサ装着部１３の表面部分を薄肉部として閉塞構造としておき、電流センサ１の装着時にこの薄肉部のノックアウトを破断して開口部を形成することが好ましい。しかしシールやキャップによる閉塞構造としても差支えない。

図１０に示す第３の実施形態では、配電機器である端子台３０に電流センサ装着部１３を設け、電流センサ１を挿入した。この場合には一方の端子３１と他方の端子３２とを接続する端子座の中間部に電流センサ装着部１３を形成してある。このため端子台３０を流れる負荷電流を測定することができる。ブレーカとは異なり端子台３０はアークガスの発生もなく、ごみ侵入の問題もないので、電流センサ装着部１３の構造は特に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の配電機器への電流センサ装着構造によれば、電流測定が必要となった場合には容易に電流測定可能な配電機器に変換することができる利点がある。

１電流センサ
２腕部
３配線挿通部
４磁気検出素子
５カバー
６集積回路
７電路
８孔
１０ブレーカ
１１プラグイン端子
１２筐体
１３電流センサ装着部
１４ハンドル
１５内部空間
１６凹部
１８内部電路
１９凸部
２０バスケーブル
２１コネクタ接続部
２２底面
２３負荷側端子
２４段部
３０端子台
３１一方の端子
３２他方の端子

Claims

配電機器の内部電路が臨む位置の筐体に電流センサ装着部を設け、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を配置した構造の電流センサを、前記電流センサ装着部に挿入し、内部電路を配線挿通部に位置させたことを特徴とする配電機器への電流センサ装着構造。
前記電流センサ装着部は、筐体の内部空間と隔てられた凹部であることを特徴とする請求項１記載の配電機器への電流センサ装着構造。
前記電流センサ装着部は、筐体の内部空間に連通する開口部であることを特徴とする請求項１記載の配電機器への電流センサ装着構造。