JP2020198766A - 電源切替システム - Google Patents

Abstract

【課題】 商用電源が停電して分散電源で負荷が稼働している状態で地震が発生しても、負荷を電源から遮断できる電源切替システムを提供する。【解決手段】 商用電源４と蓄電池３とを切り替えて何れか一方の電力を特定の負荷に供給する切替開閉器２１と、感震器２３と、負荷の電源を遮断する制御ユニット２４とを備え、切替開閉器２１は商用電源４が一次側に接続された主幹ブレーカ１１の二次側に接続されると共に、切替開閉器２１の出力側には漏電遮断器２２を介して特定の負荷が接続されている。感震器２３及び制御ユニット２４は商用電源４、蓄電池３の双方から電源の供給を受けて、地震が発生知したら主幹ブレーカ１１及び漏電遮断器２２の双方を遮断動作させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷の電源を商用電源と分散電源との間で切り替える電源切替システムに関し、特に感震遮断機能を備えた電源切替システムに関する。

従来より、一部の負荷の電源を商用電源と分散電源との間で切り替え可能とし、更に感震リレー（感震器）を備えて地震が発生したら負荷を電源から遮断し、電気火災の発生を防止するよう構成した電源切替システムがある。
例えば特許文献１では、商用電源が接続された主幹ブレーカ及び感震リレーが組み付けられた分電盤と、電源を商用電源と分散電源の間で切り替える開閉器を備えた分散電源回路部とを備えて、感震リレーが地震を感知したら主幹ブレーカと開閉器との双方を遮断動作させた。

特開２０１５−１７７６６０号公報

上記特許文献１の電源切替システムは、地震発生を受けて負荷を電源から遮断でき、電気火災の防止には有効であったが、感震リレーの電源は商用電源から供給されているため、商用電源が停電している時に地震が発生したら、感震リレーは動作しなかった。そのため、商用電源が停電して分散電源で負荷が駆動している時に地震が発生したら電源が遮断されない状況が発生した。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、商用電源が停電して分散電源で負荷が稼働している状態で地震が発生しても、負荷を電源から遮断できる電源切替システム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、特定の負荷に供給する電力を商用電源と分散電源との間で切り替える切替開閉器を備えると共に、地震を感知する機能を有して地震が発生したら全負荷の電源を遮断する感震制御手段を備えた電源切替システムであって、切替開閉器には、商用電源が一次側に接続された主幹ブレーカの二次側が接続されて商用電力が供給されると共に、切替開閉器の出力側には漏電遮断器を介して特定の負荷が接続されて成り、更に感震制御手段は、地震を感知したら主幹ブレーカ及び漏電遮断器の双方を遮断動作させる遮断操作部を有すると共に、商用電源及び分散電源の双方から電源の供給を受けることを特徴とする。
この構成によれば、感震制御手段は商用電源及び分散電源の双方から電源が供給されるため、商用電源が停電して特定の負荷が分散電源により稼働していても、地震が発生したら感震制御手段がそれを感知して遮断制御する。よって、商用電源が停電中に地震が発生しても全負荷を電源から遮断でき、安全を確保できる。

請求項２の発明は請求項１に記載の構成において、遮断操作部は、漏電遮断器を漏電遮断動作させる第１疑似漏電発生回路と、主幹ブレーカを漏電遮断動作させる第２疑似漏電発生回路とを具備し、疑似漏電を発生させて遮断動作させることを特徴とする。
この構成によれば、主幹ブレーカ、漏電遮断器の機能を利用して遮断動作させるため、簡易な制御で済む。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、感震制御手段は、地震の発生を受けて即時或いは一定時間後に第１疑似漏電発生回路を通電動作させる一方、第２疑似漏電発生回路を遅延させて通電動作させる漏電制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、地震発生を受けてまず切替開閉器の出力側の負荷が遮断されるため、揺れに対して危険な電気機器を切替開閉器の出力側に配置すれば瞬時にオフさせることができる。一方で、主幹ブレーカはすぐに遮断動作しないため、避難路の確保が可能である。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、感震制御手段は、切替開閉器を切替制御する切替制御部を有し、切替開閉器が商用電源に接続された状態で商用電源が停電したら、電源を分散電源に切り替える制御を実施することを特徴とする。
この構成によれば、商用電源の停電を受けて、切替開閉器が切替動作して電源が商用電源から分散電源に切り替わる。よって、切替開閉器に商用電源の状態を監視する機能が無くても切替動作し、特定の負荷に電力を引き続き供給できる。

本発明によれば、感震制御手段は切替開閉器の出力側から電源が供給されるため、商用電源が停電して特定の負荷が分散電源により稼働していても、地震が発生したら感震制御手段がそれを感知して遮断制御する。よって、商用電源が停電中に地震が発生しても全負荷を電源から遮断でき、安全を確保できる。

本発明に係る電源切替システムの一例を示す構成図である。

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は本発明に係る電源切替システムの一例を示す構成図であり、商用電源４を電源として負荷に電力を供給する分電盤１、切替開閉器２１を備えて特定の負荷に切替開閉器２１により選択された電源の電力を供給する切替盤２、分散電源としての蓄電池３を備えて構成されている。

分電盤１は、主幹ブレーカ１１、複数の分岐ブレーカ１２が組み付けられている。主幹ブレーカ１１に単相３線から成る商用電源４が接続され、その二次側に分岐ブレーカ１２が接続されている。分岐ブレーカ１２の二次側はそれぞれ図示しない負荷が接続されている。
尚、主幹ブレーカ１１は、過電流遮断機能に加えて漏電遮断機能を有するＥＬＢである。

切替盤２には、切替開閉器２１に加えて、漏電遮断器（ＥＬＢ）２２、地震を感知する感震器２３、制御ユニット２４、複数の分岐ブレーカ２５が組み付けられている。この分岐ブレーカ２５に図示しない特定の負荷が接続されており、切替開閉器２１により選択された電力が供給される。
切替開閉器２１は、２つの入力端子２１ａ、１つの出力端子２１ｂを備え、図示しない切替ハンドルの操作で２入力の切り替えが行われ、一方が出力端子２１ｂに接続される。
また、外部からの切替信号を受けて入力を切り替える切替制御部２１ｃを備えており、商用電源４が停電しても、分岐ブレーカ２５に接続されている特定の負荷は蓄電池３を電源として継続して稼働てするよう構成されている。

感震器２３は加速度センサを内蔵し、例えば震度５以上の揺れを感知したら、地震感知信号を出力する。この地震感知信号は伝送線Ｓ１を介して制御ユニット２４に送信される。尚、感震器２３は漏電遮断器２２の二次側に電源線Ｓ４が接続され、電源の供給を受けている。

制御ユニット２４は、遮断操作部を構成する２つのリレー３２（第１リレー３２ａ，第２リレー３２ｂ）、感知信号が入力される信号入力部３３、電路電圧を検出するセンサ部３４、リレー３２及び切替開閉器２１を制御するマイコンから成る制御部３５等を備えている。
リレー３２はａ接点を有し、第１リレー３２ａは漏電遮断器２２に並列に配置されて疑似漏電を発生させる第１疑似漏電発生回路Ｗ１を形成し、第２リレー３２ｂは主幹ブレーカ１１に並列に配置されて疑似漏電を発生させる第２疑似漏電発生回路Ｗ２を形成している。こうして、第１リレー３２ａがオンすると、第１疑似漏電発生回路Ｗ１が通電状態となり、漏電遮断器２２が漏電発生と判断して漏電遮断動作する。また、第２リレー３２ｂがオンすると、第２疑似漏電発生回路Ｗ１が通電状態となり、主幹ブレーカ１１が漏電発生と判断して漏電遮断動作する。

センサ部３４は２つの電源電路の電圧を検出する端子で、商用電源が供給される主幹ブレーカ１１の二次側電路Ｓ５の所定の線間電圧を検出する検出線Ｓ２と、蓄電池３の出力電路Ｓ６の所定の線間電圧を検出する検出線Ｓ３とが接続されている。
尚、制御ユニット２４には、この検出線Ｓ２，Ｓ３を介して電源が供給される。

上記の如く構成された電源切替システムは、地震発生を受けて以下のように動作する。
感震器２３は、予め感知設定された震度以上の地震が発生すると、それを感知して地震感知信号を出力する。この地震感知信号は伝送線Ｓ１を介して制御ユニット２４に送信される。
信号入力部３３を介して地震感知信号を制御部３５が受信すると、次のような制御を開始する。まず第１リレー３２ａを即時にオンさせる。この結果、漏電遮断器２２の二次側で疑似漏電が発生して漏電遮断器２２が遮断動作する。

一方で、制御部３５はタイマを内蔵しており、感震器２３から地震感知信号を受信したらタイマが所定時間をカウントし、所定時間が経過したら第２リレー３２ｂをオンさせる。この結果、主幹ブレーカ１１の二次側で疑似漏電が発生して主幹ブレーカ１１が遮断動作する。即ち、地震が発生してから一定時間経過したら主幹ブレーカ１１が遮断動作する遅延動作を実施する。

また、制御部３５は、切替開閉器２１が商用電源４を選択している状態で、センサ部３４が商用電源４の停電を検知したら、切替開閉器２１の切替制御部２１ｃに切替信号を出力し、出力端子２１ｂに接続される電源を商用電源４から蓄電池３に切り替える。更に、蓄電池３に切り替えている状態で商用電源４が復電したら、センサ部３４によりそれを検知して、切替開閉器２１の入力端子２１ａの接続を商用電源４に戻す制御を実施する。

このように、感震器２３は切替開閉器２１の出力側から電源の供給を受けるため、商用電源４が停電して特定の負荷が蓄電池３により稼働していても、地震が発生したら地震を感知できるし、制御ユニット２４は商用電源４及び蓄電池３から電源が供給されるため、感震器２３から地震感知信号を受けたら主幹ブレーカ１１及び漏電遮断器２２を遮断制御する。よって、商用電源４が停電中に地震が発生しても全負荷を電源から遮断でき、安全を確保できる。
また、主幹ブレーカ１１、漏電遮断器２２の漏電遮断機能を利用して遮断動作させるため、新たな回路組み込む必要が無いし、簡易な制御で済む。
加えて、地震発生を受けてまず切替開閉器２１の出力側の負荷が遮断されるため、揺れに対して危険な電気機器を特定の負荷として接続することで瞬時にオフさせることができる。一方で、主幹ブレーカ１１はすぐに遮断動作しないため、避難路の確保が可能である。
また、商用電源４の停電を受けて、切替開閉器２１が切替動作して特定負荷の電源が商用電源４から蓄電池３に切り替わる。よって、切替開閉器２１に商用電源４の状態を監視する機能が無くても切替動作し、特定の負荷に電力を引き続き供給できる。

尚、上記実施形態では、感震器２３の地震感知信号を受けたら即時に漏電遮断器２２を遮断動作させているが、漏電遮断器２２も地震が発生してから一定時間後に遮断させても良い。そして、このように漏電遮断器２２及び主幹ブレーカ１１を遅延遮断動作させる場合は、感震器２３自体を遅延動作させて、地震を感知してから一定時間後に地震感知信号を出力させても良い。
また、感震器２３と制御ユニット２４を別体としているが、一体としても良い。また、主幹ブレーカ１１及び漏電遮断器２２に別途遮断動作させるための信号入力部がある場合は、第１リレー３２ａ、第２リレー３２ｂの代わりに信号入力部に対して遮断信号を出力する信号出力部を設ければ良い。
また、分散電源を蓄電池３としているが、太陽光発電装置、燃料電池等の発電設備であっても良い。
更に、切替開閉器２１、制御ユニット２４は分電盤１と分離された切替盤２に収容されているが、切替盤２を分電盤１と一体とし、全て分電盤１に組み付けても良い。

１・・分電盤、２・・切替盤、３・・蓄電池（分散電源）、４・・商用電源、１１・・主幹ブレーカ、１２・・分岐ブレーカ、２１・・切替開閉器、２２・・漏電遮断器、２３・・感震器（感震制御手段）、２４・・制御ユニット（感震制御手段）、２５・・分岐ブレーカ、３２・・リレー（遮断操作部）、３３・・信号入力部、３４・・センサ部、３５・・制御部（漏電制御部、切替制御部）、Ｗ１・・第１疑似漏電発生回路、Ｗ２・・第２疑似漏電発生回路。

Claims (4)

1. 特定の負荷に供給する電力を商用電源と分散電源との間で切り替える切替開閉器を備えると共に、地震を感知する機能を有して地震が発生したら全負荷の電源を遮断する感震制御手段を備えた電源切替システムであって、
   前記切替開閉器には、前記商用電源が一次側に接続された主幹ブレーカの二次側が接続されて商用電力が供給されると共に、前記切替開閉器の出力側には漏電遮断器を介して前記特定の負荷が接続されて成り、
   更に前記感震制御手段は、地震を感知したら前記主幹ブレーカ及び前記漏電遮断器の双方を遮断動作させる遮断操作部を有すると共に、前記商用電源及び前記分散電源の双方から電源の供給を受けることを特徴とする電源切替システム。
2. 前記遮断操作部は、前記漏電遮断器を漏電遮断動作させる第１疑似漏電発生回路と、前記主幹ブレーカを漏電遮断動作させる第２疑似漏電発生回路とを具備し、疑似漏電を発生させて遮断動作させることを特徴とする請求項１記載の電源切替システム。
3. 前記感震制御手段は、地震の発生を受けて即時或いは一定時間後に前記第１疑似漏電発生回路を通電動作させる一方、前記第２疑似漏電発生回路を遅延させて通電動作させる漏電制御部を有することを特徴とする請求項２記載の電源切替システム。
4. 前記感震制御手段は、前記切替開閉器を切替制御する切替制御部を有し、
   前記切替開閉器が商用電源に接続された状態で商用電源が停電したら、電源を分散電源に切り替える制御を実施することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電源切替システム。

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