JP2014193102A - 分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 電流センサを備えたユニットを交換しても、誤差調整することなく高い精度で電力計測等実施できる分電盤を提供する。
【解決手段】 主幹バー３に接続した個々の分岐ブレーカ２に流れる電流を検出する電流センサ４３を具備して、個々の分岐電流を計測する電流センサユニット４と、電流センサユニット４が計測した分岐電流情報から分岐電路毎の消費電力を演算して出力する通信計測ユニット５とを有し、電流センサユニット４には複数の電流センサ４３による計測値を個々に補正するための補正値を記憶するメモリ１０が設けられ、通信計測ユニット５は、メモリ１０に記憶された補正値情報を読み込んで電流を補正し、消費電力を演算する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、分岐電流を計測して個々の分岐電路の消費電力を計測する機能を備えた分電盤に関する。

従来より、個々の分岐電路に流れる電流を計測して、分岐電路毎の消費電力を計測する機器を備えた分電盤がある。例えば特許文献１では、分電盤内に個々の分岐電路の電流を計測するためセンサを備えた分岐電流センサユニット、計測した電流値を判断したり電力を演算する計測制御ユニット、電流異常の発生を報知する報知ユニットを配置して、閾値を設定して分岐電流が閾値を超えるとＬＥＤの発光で表示したり警報音を発報するよう構成し、きめ細かい電力の管理を可能としている。

特開２００８−１３６２７９号公報

上記特許文献１の分岐電流センサユニットは、電流センサが検出した電流情報をデジタル変換して計測制御ユニットに送信し、計測制御ユニットにおいて計測誤差が補正されて電力等各種演算が行われて出力される。この場合、補正値は計測制御ユニットが保持している。
そのため、分岐電流センサユニットを故障等で交換した場合、取り付けた分岐電流センサユニットの個々の電流センサに対する補正値を再設定する必要があり、これが面倒な作業となっていた。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、電流センサを備えたユニットを交換しても、誤差調整することなく高い精度で電力計測等実施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、主幹ブレーカと、当該主幹ブレーカの２次側に配設された主幹バーに対して、その両側のうち少なくとも一方の側に列設した複数の分岐ブレーカとを有し、分岐ブレーカの一次側端子を主幹バーに接続して主幹バーから電路を分岐する分電盤であって、分岐ブレーカに流れる電流を検出する複数の電流センサを備えて、個々の分岐電流を計測する電流センサユニットと、電流センサユニットが計測した分岐電流情報から分岐電路毎の消費電力を演算して出力する通信計測ユニットとを有し、電流センサユニットには、電流センサが検出した電流値の誤差を補正する補正値を記憶する記憶手段が設けられ、通信計測ユニットは、記憶手段から補正値を読み取る読み取り手段を備え、電流センサが検出した電流値を読み取った補正値により補正して消費電力を演算することを特徴とする。

本発明によれば、電流センサユニット自体が電流センサの補正値を記憶しているため、電流センサユニットを交換しても、引き続き個々の分岐電流を精度良く補正でき、電力等を良好に算出することができる。

本発明に係る分電盤の一例を示す構成図である。 電流センサユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 電圧相に使用する主幹バーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 通信計測ユニットの回路ブロック図である。 電流センサユニットを組み付けた分電盤の斜視図である。 Ａ部拡大図である。 図４に示す電流センサユニットを抜き出した斜視図である。 通信計測ユニットと電流センサユニットの間の信号の送受を示す説明図である。 補正値設定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一例を示す構成図であり、１は主幹ブレーカ、２は分岐ブレーカ、３は主幹ブレーカ１の２次側に接続導体８を介して接続された主幹バー、４は各分岐ブレーカ２に流れる分岐電流を計測する電流センサユニット、５は計測したデータを外部に出力する通信計測ユニットである。主幹バー３が分電盤中央において左右に亘って配設され、この主幹バー３に対して、分岐ブレーカ２が隣接して上下にそれぞれ列設されている。
電流センサユニット４は、分岐電流を計測するための電流センサ基板４１と、計測した分岐電流情報を通信計測ユニット５に送信するためのセンサ接続基板４２とで構成され、主幹バー３に重ねるように設置されている。尚、６は引き込み線Ｌに流れる電流を計測するための変流器である。

図２は電流センサユニット４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。電流センサユニット４は、上述したように電流センサ基板４１とセンサ接続基板４２とで構成され、電流センサ基板４１は、一定間隔で複数の切り欠き４１ａが形成された櫛状部４１ｂを有し、それぞれの切り欠き４１ａの側部の基板上には電流センサ４３が搭載されている。この電流センサ４３は、例えばＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗素子）が使用される。

センサ接続基板４２は、複数の電流センサ基板４１とコネクタ４４を介して接続され、個々の電流センサ４３が検出した電流情報を収集する。具体的に、図２では４個の電流センサ基板４１がセンサ接続基板４２に接続されて１つの電流センサユニット４を構成している。
電流センサ基板４１は、センサ接続基板４２の一方の面に櫛状部４１ｂを上向きに配置して接続され、他方の面に下向きに配置して接続され、単相３線式電路の２本の電圧相を構成する２本の主幹バー３から分岐される電流をそれぞれ計測するよう構成されている。

そして、センサ接続基板４２の端部には、通信計測ユニット５と接続するためのコネクタ４５が設けられ、このコネクタ４５の近傍に後述する補正値を記憶するメモリ１０が組み付けられている。
尚、図２（ａ）の平面図に示す面が、電流センサユニット２０を分電盤に組み付けた状態では前方を向き、図２（ｂ）に示す前面が上方を向いて設置される。

図３は主幹バー３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。単相３線式電路の場合、主幹バー３は２本の電圧相と１本の中性相とから成る３本で構成され、図３は電圧相に使用される主幹バー３を示している。この主幹バー３は、長辺側の両側部に分岐ブレーカ２を接続する接続辺３１を形成し、電圧相に使用される主幹バー３は、一方の側部に分岐電流検出のための複数の切り欠き３ａを設けて、分岐ブレーカ２の一次側端子に接続する分岐バー３２を形成している。
また、切り欠き３ａの奥部には、電流センサ基板４１の櫛状部４１ａを構成する個々の突起を挿入するための挿入部３ｂが拡幅して形成されている。一方、他方の側部は凹凸のない一様な端面の接続部３１が形成されている。

分岐バー３２は、接続される分岐ブレーカ２の設置間隔に合わせたピッチで形成され、上述した電流センサ基板４１の櫛状部４１ｂを挿入部３ｂに挿入して噛み合わせるように係合させることで、電流センサ４３が分岐バー３２に近接して配置され、主幹バー３に流れる電流のうち分岐バー３２に流れる電流を検出することが可能となる。

尚、主幹バー３のうち、電圧相に使用される主幹バー３に関しては、電流を計測するために分岐バー３２が一側部に形成されているが、中性相に使用される主幹バー３は電流の計測が必要ないため分岐バー３２は無く、両側部とも凹凸のない一様な端面で形成されている（図示せず）。

図４は通信計測ユニット５の回路ブロック図を示している。図４に示すように、通信計測ユニット５は、主幹バー３に接続されて自身の駆動電源及び各ユニットの駆動電源を生成する電源部５１、この電源部５１から主幹バー３の電圧情報を入手して電力演算のための電圧データを生成する計測電圧変換部５２、電流センサユニット４から送信される電流情報や分電盤の引き込み線Ｌに流れる電流を変流器６から入手してそれぞれの電力を演算する電力計測部５３、通信計測ユニット５全体を制御する制御ＣＰＵ５４、外部のパーソナルコンピュータ等にＬＡＮを介して計測したデータを出力する外部通信ＩＦ５５等を備えている。

図５は主幹ブレーカ１と電流センサユニット４を分電盤ケースに組み付けた分電盤の斜視図を示し、図６はＡ部の拡大図を示している。図５、図６に示すように、電流センサユニット４の電流センサ基板４１は、主幹バー３に形成された分岐バー３２に対して直交方向から挿入部３ｂに挿入して交差するよう配置される。
ここで、図７は図５に示す電流センサユニット４を抜き出した拡大図を示し、分電盤の上方から見た斜視図を示している。図７に示すように、電流センサユニット４は主幹バー３と電気的な接触が発生しないように、絶縁カバー４６で保護されて装着されている。尚、図５は分電盤を右斜め下方から見た図を示している。

このように構成された分電盤において、分岐電流の計測及び電力の計測は以下の様に実施される。尚、図８は電流センサユニット４と通信計測ユニット５の間のデータ送受を説明する説明図であり、図８に示すように通信計測ユニット５は電流センサ４３と対を成すように複数の電力計測部５３を備え、個々の分岐ブレーカ２を流れる分岐電流から消費電力を計測する。

電力計測の開始にあたり、まず制御ＣＰＵ５４が電流センサユニット４のメモリ１０から個々の電流センサ４３の誤差を補正するための補正値を読み取る。各電力計測部５３は、この読み取った補正値を使用して電流センサ４３が検出した電流値を補正して電力演算を行う。
また、このとき使用される電圧情報は、計測電圧変換部５２から主幹バー３の電圧情報が入手されこの情報が使用される。計測結果は電圧情報、電流情報と共に制御機ＣＰＵ５４に送信され、制御ＣＰＵ５４がこれらの情報を図４に示す外部通信ＩＦ５５を介して外部に出力する。

次に、メモリ１０への補正値登録について説明する。メモリ１０に記憶される補正値は次のように設定され、登録される。図９は補正値設定のフローチャートを示し、このフローに基づいて説明する。尚、メモリ１０は不揮発性メモリーが使用され、補正値の設定は工場出荷時に実施されてメモリ１０に登録される。

まず、上述した図５のように、分岐バー３２に対して電流センサユニット４を配置して、補正値設定対象の電流センサ４３に対応する分岐バー３２に基準電流を通電（Ｓ１）する。この電流を補正値設定対象の回路（電流センサ４３）により検出させる（Ｓ２）。電流センサ４３が検出した電流情報は通信計測ユニット５に送信され、流した基準電流と測定値との比（基準電流／検出電流）が制御ＣＰＵ５４により演算される。こうして求めた比が補正値としてメモリ１０に登録される（Ｓ３）。
そして、この補正値設定は、電流センサユニット４に組み付けられた全ての電流センサ４３に対して順次実施され、補正値が求められてメモリ１０に登録される。

このように、電流センサユニット４自体が電流センサ４３の補正値を記憶し、この補正値を制御ＣＰＵ５４が読み取って誤差を補正するため、電流センサユニット４を交換しても、通信計測ユニット５は引き続き個々の分岐電流を精度良く計測でき、消費電力を良好に演算することができる。そのため、電流センサユニット４を交換したからといって、計測誤差を補正するための面倒な調整工程を必要としない。

尚、上記実施形態は、単相３線式電路の構成を説明したが、本発明の構成は、単相２線式電路を対象とする分電盤、或いは三相電路を対象とする分電盤においても適用できるものである。

１・・主幹ブレーカ、２・・分岐ブレーカ、３・・主幹バー、４・・電流センサユニット、５・・通信計測ユニット、１０・・メモリ（記憶手段）、３２・・分岐バー、４１・・電流センサ基板、４２・・センサ接続基板、４３・・電流センサ、５１・・電力計測部、５４・・制御ＣＰＵ（読み取り手段）。

Claims (1)

1. 主幹ブレーカと、当該主幹ブレーカの２次側に配設された主幹バーに対して、その両側のうち少なくとも一方の側に列設した複数の分岐ブレーカとを有し、前記分岐ブレーカの一次側端子を前記主幹バーに接続して前記主幹バーから電路を分岐する分電盤であって、
   前記分岐ブレーカに流れる電流を検出する複数の電流センサを備えて、個々の分岐電流を計測する電流センサユニットと、
   前記電流センサユニットが計測した分岐電流情報から分岐電路毎の消費電力を演算して出力する通信計測ユニットとを有し、
   前記電流センサユニットには、前記電流センサが検出した電流値の誤差を補正する補正値を記憶する記憶手段が設けられ、
   前記通信計測ユニットは、前記記憶手段から補正値を読み取る読み取り手段を備え、前記電流センサが検出した電流値を読み取った前記補正値により補正して消費電力を演算することを特徴とする分電盤。

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