JP2016086474A - 増設ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】接続相を選択できるプラグインブレーカと組み合わせて使用した場合にも、相切替えの間違いを確実に防止できる増設ユニットを提供する。
【解決手段】プラグイン式分電盤の複数本並べて形成された母線バーとプラグインブレーカのプラグイン端子との間に配置されるケース１１に、母線バーに接続されるプラグ端子１５とプラグインブレーカのプラグイン端子に接続される接続部１６とを備えたプラグ部１４を、高さ位置を移動させることによって接続相を切替可能に設けるとともに、このプラグ部１４の電気計測を行なう計測センサ１８を設置可能とした増設ユニットである。プラグ端子１５と接続部１６とを同一高さ位置に規制し、相切替えの間違いを確実に防止した。
【選択図】図１９

Description

本発明は、各負荷に流れる電流を計測するためにプラグイン式分電盤に組み込んで使用される増設ユニットに関するものである。

プラグイン式分電盤の各負荷に流れる電流を計測することにより、消費電力を合理的に管理するシステムが普及しつつある。この目的のため例えば特許文献１に示されるように、負荷に流れる電流を計測するための電流センサを筐体内に搭載したプラグインブレーカが開発されている。しかし既設の分電盤では、このような電流センサを搭載したプラグインブレーカは用いられていないのが普通である。

そのような場合には、特許文献２に示されるように、電流センサを搭載した増設ユニットを分電盤に組み込んで負荷に流れる電流を計測することが行われている。この増設ユニットは、筐体の一方の面に、上下３段に形成された母線バーに接続されるプラグ端子を備え、他方の面にプラグインブレーカのプラグイン端子を接続するための銅バーを突出させ、それらを結ぶ電路の途中に電流センサを組み込んだ構造である。またプラグイン式分電盤では、例えば特許文献３に示すように、プラグイン端子の上下位置を移動させることにより、接続される母線バーを選択できるプラグインブレーカが用いられている。

このように接続相の切り替え可能なプラグインブレーカを増設ユニットと組み合わせて使用する場合、プラグインブレーカのプラグイン端子の上下位置を移動させた場合には、増設ユニットの中の電流センサを備えたプラグ端子と銅バーも移動させる必要が生ずる。しかし、増設ユニットのプラグ端子のみを移動させて銅バーの移動を忘れてしまう可能性があり、プラグインブレーカとは異なる相の電流を計測したり、プラグインブレーカが意図しない相に接続されてしまう可能性があった。

特開２００８−２８８１０１号公報 特開２０１４−０９０５９２号公報 特開２００３−２７２５０５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、プラグイン端子の上下位置を移動させることにより接続相を選択できるプラグインブレーカと組み合わせて使用した場合にも、相切替えの間違いをなくした増設ユニット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は、プラグイン式分電盤の複数本並べて形成された母線バーとプラグインブレーカのプラグイン端子との間に配置されるケースに、母線バーに接続されるプラグ端子とプラグインブレーカのプラグイン端子に接続される接続部とを備えたプラグ部を、高さ位置を移動させることによって接続相を切替可能に設けるとともに、このプラグ部の電気計測を行なう計測センサを設置可能とした増設ユニットであって、前記プラグ端子と前記接続部とを同一高さ位置に規制したことを特徴とするものである。

プラグ端子と接続部とを同一高さ位置に規制するための具体的な手段としては、請求項２のように、プラグ端子と接続部とを連動して動作させる構造、請求項３のように、プラグ端子と接続部とを一体に動作させる構造、請求項４のように、ケースを分割式のケースとし、プラグ端子と接続部との高さ位置が異なる場合には分割式のケースを閉鎖不能とする構造等を採用することができる。この場合、請求項５のように、プラグ端子と接続部との高さ位置が異なる場合には、前記プラグ端子と前記接続部とを同一高さに規制する規制手段またはプラグ部をケース開口部より外側に突出させて閉鎖不能とすることができる。また請求項６のように、プラグ端子と接続部の一方の高さ位置を変更したとき、他方がケース内に自動収納される構造とすることもできる。また請求項７のように、プラグ部の移動に連動して計測センサも移動する構造とすることができる。また請求項８のように、前記ケースの側面にコネクタ接続部を設け、隣接する増設ユニットのコネクタ接続部同士を接続し、各増設ユニットの計測センサへの電源供給、または計測データの出力を可能とすることもできる。さらに請求項９のように、ケースにプラグ端子と接続部の各々の位置を表示させる表示窓を形成した構造とすることもできる。

本発明の増設ユニットは、母線バーとプラグインブレーカの電源側のプラグイン端子との間に配置され、電気計測を行う計測センサとして、例えば電流センサにより負荷に流れる電流を計測するものである。そして、母線バーに接続されるプラグ端子とプラグインブレーカのプラグイン端子に接続される接続部とを同一高さ位置に規制する構造としたので、相切替を行なう場合にも間違いが起こらない。

請求項２、請求項３の構造とすれば、プラグ端子と接続部とが常に同時に動かされることとなるので、相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。また請求項４、請求項５の構造とすれば、プラグ端子と接続部とが同一高さ位置にない場合には分割ケースを閉じることができなくなり、相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。

請求項７の構造とすれば、プラグ部の移動に連動して計測センサも移動するため、操作の手数を削減することができる。また、請求項８の構造とすれば、隣接する増設ユニットの計測センサの配線を無くすことができる。さらに請求項９の構造とすれば、プラグ端子と接続部の各々の位置を表示窓から目視によって一目で確認することができる。

本発明の増設ユニットが組み込まれたプラグイン分電盤の斜視図である。 図１の保護カバーを外した状態の斜視図である。 増設ユニットとプラグインブレーカを示す斜視図である。 増設ユニットとプラグインブレーカを示す斜視図である。 増設ユニットの説明図である。 増設ユニットのプラグ部の移動パターンの説明図である。 ＣＴの斜視図である。 磁気検出素子を用いた計測センサの斜視図である。 第１の実施形態におけるプラグ部の斜視図である。 第２の実施形態におけるプラグ部の斜視図である。 第３の実施形態におけるプラグ部の斜視図である。 第３の実施形態の説明図である。 第４の実施形態の説明図である。 第５の実施形態の説明図である。 第６の実施形態の説明図である。 第６の実施形態の説明図である。 第７の実施形態におけるプラグ部の斜視図である。 第７の実施形態の説明図である。 ケースのコネクタ接続部を示す斜視図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１と図２は本発明の増設ユニットが組み込まれたプラグイン分電盤１の全体構造を示す図であり、扉２を備えた箱本体３の内部に、主幹開閉器４と分岐開閉器であるプラグインブレーカ５とが収納されている。母線バー６は保護カバー７に覆われているため、図２に保護カバー７を取り外した状態を示す。周知のように複数本並べて形成された母線バー６として上下方向に３相が積層されている。なお本明細書では、図１のようにプラグイン分電盤１を水平な平面上に置いた状態で上下方向を表現するが、実際に壁面に取付けた状態では前後方向となる。図２に示すように、本発明の増設ユニット１０が、母線バー６とプラグインブレーカ５との間に配置されている。

図３と図４に、増設ユニット１０とプラグインブレーカ５を示す。プラグインブレーカ５は従来と同様に電源側端子がプラグイン端子となっており、母線バー６に直接プラグイン接続することができるものであるが、本発明ではプラグインブレーカ５は、増設ユニット１０を介して母線バー６に接続されることとなる。図３に示されるように、プラグインブレーカ５の負荷側端子８は電線を差込み接続する速結端子となっているが、ねじ式端子であってもよい。このプラグインブレーカ５は電源側に３つの溝部９と２つのプラグイン端子を備え、２つのプラグイン端子の位置を変えることによって、接続相をＬ１−Ｎ、Ｌ２−Ｎ、Ｌ１−Ｌ２の３パターンに切替え可能なものである。従来と同様、プラグインブレーカ５にはプラグイン端子の位置を表示する表示窓５ａを設けて置くことが好ましい。

図５に示されるように、増設ユニット１０はケース１１の一方の側面に、プラグインブレーカ５の溝部と同一高さに３つの母線バー溝部１２を形成し、反対側の側面にも同一高さに３つのスリット１３を形成し、このケース１１の内部にプラグ部１４を、高さ位置を移動可能に設けたものである。このプラグ部１４は、母線バー６にプラグイン接続されるプラグ端子１５と、プラグインブレーカ５のプラグイン端子に接続される接続部１６とを備えたものである。プラグ端子１５と接続部１６との間は撚り線等の電路１７によって接続されている。プラグ端子１５はプラグインブレーカ５のプラグイン端子と同一形状であり、接続部１６は母線バー６とほぼ同一厚さの銅バーである。図５に示すように、プラグ端子１５は溝部１２の内部に配置され、接続部１６はスリット１３から突出するように配置される。

増設ユニット１０のケース１１は左右分割式とし、左右のケースを係合させたりねじ固定したりすることによって、一体化する構造とすることが好ましい。この場合にはケースを開いて内部のプラグ部１４の高さ位置を変更するのであるが、ケース１１を閉じたままで外部からの操作によってプラグ部１４の高さ位置を変更できるようにしてもよい。

図６に示すように、増設ユニット１０のケース１１の内部にはプラグ部１４の電路の電流を計測する計測センサ１８が設置される。計測センサ１８としては、図７に示すＣＴや図８に示す磁気検出素子等を用いることができる。図６では電路１７をＣＴの内部に貫通させている。

図８の計測センサ１８は、基板１９の端部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２０とし、一対の腕部にそれぞれ磁気検出素子２１を配置した構造である。この配線挿通部２０に撚り線などの電路１７を位置させれば電流値に応じた磁界が発生し、磁気検出素子２１には磁束密度に応じた起電力が生じる。この電圧は基板１９の集積回路２２において増幅され、双方の磁気検出素子２１の出力を合成して電流値を出力する。なお２３はケースである。本発明においては電気計測を行う計測センサ１８の種類は特に限定されるものではなく、任意のセンサを採用することができる。

図６に示すように、増設ユニット１０のケース１１の内部でプラグ部１４の高さ位置を移動させて、接続相を（Ａ）のＮ−Ｌ２、（Ｂ）のＬ１−Ｌ２、（Ｃ）のＮ−Ｌ１の３パターンに切替ることができるが、前述したようにプラグ部１４のプラグ端子１５と接続部１６とを共に同一高さ位置になるように両方を移動させないと、プラグインブレーカ５とは異なる相の電流を計測してしまったり、プラグインブレーカ５が意図しない相に接続されてしまう可能性がある。この危険を防止するため、本発明ではプラグ端子１５と接続部１６とを同一高さ位置に規制している。以下にそのための具体的な形態を説明する。

図９に示す第１の実施形態では、プラグ部１４をプラグ端子１５と接続部１６とが必ず連動して移動するような構造とすることにより、両者を常に同一高さ位置に規制する。具体的には、図５に示した撚り線をなくして接続部１６の銅バーを延長して電路１７とし、その端部にプラグ端子１５を直接取り付けてある。このような一体構造とすれば、プラグ端子１５と接続部１６とを別々に移動させることができないので、相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。この構造においては電路を跨ぐ計測センサ１８を接続部１６の銅バーに取付け、プラグ部１４を移動させると計測センサ１８も連動して移動するようにしておく。この場合、計測センサ１８を取り付けしやすいように接続部１６の銅バーの一部を幅狭に形成しておき、幅狭部に計測センサ１８を挿入可能としておくものである。

図１０に示す第２の実施形態では、プラグ端子１５と接続部１６とを断面コ字状のプラグ部保持部材２４の各端部に固定し、両者間を撚り線からなる電路１７により接続している。この構造においても、プラグ部保持部材２４を昇降させることによって相切替えを行なうが、プラグ端子１５と接続部１６とは必ず連動して移動するので、相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。この構造においては、プラグ部保持部材２４によって撚り線が他相の撚り線と接触することを防止することもできる。

すなわち、磁場内において撚り線に電流が流れると、撚り線が移動することがある。プラグ部保持部材２４はこの移動を防止することができる。なお計測センサ１８をプラグ部保持部材２４の内部に設けて、撚り線からなる電路１７に流れる電流値を検出するものとし、プラグ部保持部材２４とともにプラグ部１４と計測センサ１８とが連動して移動するようにする。

図１１に示す第３の実施形態では、接続部１６の銅バーに連動部材２５を取付け、その先端がプラグ端子１５の孔部２６に挿入されている。このため接続部１６を移動させると、連動部材２５により他端のプラグ端子１５も追従して移動する構造である。ＣＴ等の計測センサ１８は、図１２に示すように撚り線からなる電路１７に取付けられる。なお連動部材２５はプラグ端子１５に固定してもよい。本実施形態では、連動部材２５は非導電部材で形成しているものであるが導電部材としても良い。その場合、計測センサは電路１７及び連動部材２５を跨るようにしておくものである。

以上の実施形態では、計測センサ１８を撚り線などに取付けたが、銅バーに計測センサの取付収納部を形成し、計測センサ１８を収納する構造としてもよい。

図１３に示す第４の実施形態は、ケース１１にプラグ端子１５と接続部１６とが異なる高さ位置となることを規制する規制手段を設けたものである。具体的には、左右のケース部にプラグ端子１５の保持部２７と接続部１６の保持部２８とを３段に形成し、各段の間を突起部２９により区画した構造である。プラグ端子１５と接続部１６との高さ位置が異なる場合には、撚り線が突起部２９に挟まれて左右のケースを閉じることができなくなる。これによって相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。なお図１３に示すように、計測センサ１８の収納部３０も形成しておくことが好ましい。

図１４に示す第５の実施形態では、規制手段として接続部１６にばね保持部３１を形成し、コイルばね３２を保持させてある。コイルばね３２の他端には当て部３３が設けられており、図１４の（Ａ）に示すようにプラグ端子１５と接続部１６とが同一の高さ位置にあるときには、この当て部３３がプラグ端子１５の内面と当接し、コイルばね３２は圧縮状態でケース１１内に収納される。しかし（Ｂ）に示すようにこれらが同一高さにない場合には、コイルばね３２が伸びて当て部３３が左右のケース部の合せ面に飛び出し、左のケース１１を閉じることができなくなる。これにより相切替を行なう場合の間違いを確実に防止することができる。なお、この実施形態ではプラグ端子１５が常にコイルばね３２によって外向きに押圧されているため、プラグ端子１５の母線バー６の方向へのガタツキも防止することができる。

図１５、図１６に示す第６の実施形態では、ケース１１の外側面に表示窓４０、４１を形成し、プラグ端子１５の表示部４２と接続部１６の表示部４３とがこれらの表示窓４０、４１を介して目視できるようにしてある。この構造によって、プラグ端子１５と接続部１６とが同一の高さ位置にあることを目視によって確認することができる。ただし目視可能とするだけでは相切替えの間違いを確実に防止できないため、前記した第１〜第５の実施形態と組み合わせることが望ましい。

図１７に示す第７の実施形態では、プラグ端子１５と接続部１６との間の銅バーを分離し、接続部１６にケース１１の内側方向に付勢するばね４４を設けてある。プラグ端子１５と接続部１６とが同一高さにあるときには、図１７のように接続部１６はプラグ端子１５の銅バーにより外側に突出される。しかし図１８の上段、及び、図１９に示すように同一高さにない場合には、接続部１６がばね４４によりケース１１の内部に後退してしまうため、接続不能となる。なおこれとは逆にばね４４をプラグ端子１５の側に設けることも可能である。

なお何れの実施形態においても、図１９に示すようにケース１１の両側面すなわち、隣接する増設ユニット方向にコネクタ接続部４５を設け、計測センサ１８への電源供給、計測センサ１８からの計測データの出力等を行わせることが好ましい。隣接する増設ユニットのコネクタ接続部４５同士を接続することにより、各計測センサ１８への電源を供給することや各増設ユニットからの計測値を分電盤の内部あるいは外部に設置された受信ユニットに取り出すことができる。また、ケース１１の両側面に形成したコネクタ接続部４５間の配線はケース１１内に形成しておくものである。ここで、各増設ユニットに形成した計測センサ１８を電線や通信線で接続するものでも良いが、隣接する増設ユニットのコネクタ接続部４５同士を接続することにより、配線が煩雑になる問題を防止できるとともに接続作業が容易である。なお、両側面に形成したコネクタ接続部４５は一方の面を雄型、他方の面を雌型としておくことが好ましい。

以上に説明した各実施形態では、増設ユニットのケース１１の内部に必ず電流値の計測センサ１８があるものとして説明したが、実際の分電盤においては一部の増設ユニットには計測センサ１８を設置する必要のない場合がある。そのような場合、増設ユニット自体を撤去することも可能であるが、外観が悪くなるとともに、上記のように増設ユニットにコネクタ接続部４５を形成した場合、受信ユニットへの電源供給や通信を行う電路が途絶えてしまう。このため、計測センサ１８のないケース１１だけを分電盤の内部に配置することがある。この場合にも接続部１６とプラグ端子１５とは同一高さ位置としておく必要があるため、各実施形態と同様の構造を採用するものとする。ただしこの場合には、コネクタ接続部４５は隣接する増設ユニットとの間の単なる電路として使用されることとなる。なお、図１５、図１６においては、プラグ端子１５及び接続部１６方向に表示窓４０，４１を形成するものであるが、図１９は一方の側面に表示窓４０，４１及び、表示部４２、４３を形成し、プラグ端子１５と接続部１６の位置が一目で確認できるように形成している。更に、この表示部４２、４３を操作部として利用し、ケース１１の外側からプラグ端子１５、接続部１６の位置を変更するものでも良いものである。

以上に説明したように、本発明の増設ユニットは、プラグイン端子の上下位置を移動させることにより接続相を選択できるプラグインブレーカと組み合わせて使用した場合にも、相切替えの間違いを確実に防止することができ、かつ、プラグインブレーカに接続された負荷に流れる電流を正確に計測することができるものである。

１ プラグイン分電盤
２ 扉
３ 箱本体
４ 主幹開閉器
５ プラグインブレーカ
５ａ 表示窓
６ 母線バー
７ 保護カバー
１０ 増設ユニット
１１ ケース
１２ 母線バー溝部
１３ スリット
１４ プラグ部
１５ プラグ端子
１６ 接続部
１７ 電路
１８ 計測センサ
１９ 基板
２０ 配線挿通部
２１ 磁気検出素子
２２ 集積回路
２３ ケース
２４ プラグ部保持部材
２５ 連動部材
２７ プラグ端子の保持部
２８ 接続部の保持部
２９ 突起部
３０ 計測センサの収納部
３１ ばね保持部
３２ コイルばね
３３ 当て部
４０ 表示窓
４１ 表示窓
４２ プラグ端子の表示部
４３ 接続部の表示部
４４ ばね
４５ コネクタ接続部

Claims (9)

1. プラグイン式分電盤の複数本並べて形成された母線バーとプラグインブレーカのプラグイン端子との間に配置されるケースに、
   母線バーに接続されるプラグ端子とプラグインブレーカのプラグイン端子に接続される接続部とを備えたプラグ部を、高さ位置を移動させることによって接続相を切替可能に設けるとともに、このプラグ部の電気計測を行なう計測センサを設置可能とした増設ユニットであって、
   前記プラグ端子と前記接続部とを同一高さ位置に規制したことを特徴とする増設ユニット。
2. プラグ端子と接続部とを、連動して動作させることにより同一高さ位置に規制したことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
3. プラグ端子と接続部とを、一体に動作させることにより同一高さ位置に規制したことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
4. 前記ケースが分割式のケースであり、プラグ端子と接続部との高さ位置が異なる場合には分割式のケースを閉鎖不能としたことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
5. プラグ端子と接続部との高さ位置が異なる場合には、前記プラグ端子と前記接続部とを同一高さに規制する規制手段またはプラグ部をケース開口部より外側に突出させて閉鎖不能としたことを特徴とする請求項４記載の増設ユニット。
6. プラグ端子と接続部の一方の高さ位置を変更したとき、他方がケース内に自動収納されることにより、同一高さ位置に規制したことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
7. プラグ部の移動に連動して計測センサも移動する構造としたことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
8. 前記ケースの側面にコネクタ接続部を設け、隣接する増設ユニットのコネクタ接続部同士を接続し、各増設ユニットの計測センサへの電源供給、または計測データの出力を可能としたことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。
9. ケースにプラグ端子と接続部の各々の位置を表示させる表示窓を形成したことを特徴とする請求項１記載の増設ユニット。

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