JP2023040641A - 放電検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】放電検出システムの構築時の配線作業の負担を抑制すること。【解決手段】主幹回路１０と、漏電ブレーカである分岐回路２０と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部３１を有する放電検出ユニット３０と、通信線８３を介して放電検出ユニットと通信を行う親機ユニット４０と、を備えた放電検出システムであって、親機ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線８１が接続または一体に形成され、かつ、放電検出ユニットに接続される通信線が接続または一体に形成され、放電検出ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線と、分岐回路の電路と、を接続する開閉部３２を備え、開閉部は、親機ユニットとの通信により開閉部を閉じることが可能であり、通信線と接続または一体化された主幹回路の二次側に接続される配線は、分岐回路に入力する相とは異なる相に接続されている放電検出システムとする。【選択図】図２

Description

本発明は、放電検出システムに関するものである。

特許文献１に記載されているように、放電事象の発生を検出可能な放電検出部を回路に複数設け、各放電検出部からの検出情報を演算部に収集して判定し、放電事象の発生が特定できた場合には、特定した回路のブレーカまたは主幹回路に信号を送信し遮断することが知られている。また、特許文献２に記載されているように、回路に疑似漏電を流すことによって漏電ブレーカを動作させることが知られている。

特開２０２０－１２２６６９号公報 特開昭５６－４８０２２号公報

ところで、疑似漏電を流す場合には、漏電ブレーカの一次側にバイパス回路を接続する必要がある。このため、回路数が増大になると、バイパス回路の接続作業が増えるなどの問題点があった。また、ブレーカがプラグインタイプの場合にはバイパス回路の引き回しがしにくいといった問題点があった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、放電検出システムの構築時の配線作業の負担を抑制することである。

上記課題を解決するため、主幹回路と、漏電ブレーカである分岐回路と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部を有する放電検出ユニットと、通信線を介して放電検出ユニットと通信を行う親機ユニットと、を備えた放電検出システムであって、親機ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線が接続または一体に形成され、かつ、放電検出ユニットに接続される通信線が接続または一体に形成され、放電検出ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線と、分岐回路の電路と、を接続する開閉部を備え、開閉部は、親機ユニットとの通信により開閉部を閉じることが可能であり、通信線と接続または一体化された主幹回路の二次側に接続される配線は、分岐回路に入力する相とは異なる相に接続されている放電検出システムとする。

また、放電検出ユニットから主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線に通電する際に抵抗となる制限抵抗を放電検出ユニットに備えた構成とすることが好ましい。

また、放電検出ユニットから主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線に通電する際に抵抗となる制限抵抗を親機ユニットに備えた構成とすることが好ましい。

また、複数の放電検出ユニットから放電事象と判定される検出結果を得た場合には、親機ユニットから各放電検出ユニットへの出力のタイミングをずらす構成とすることが好ましい。

また、親機ユニットは、１つの放電検出ユニットの開閉部を操作するように信号を送信した後で、再度前記放電検出ユニットに信号を送信し、その結果前記放電検出ユニットと通信ができない状態があると判別した場合に、次の放電検出ユニットの開閉部を操作するように信号を送信する構成とすることが好ましい。

また、主幹回路と、漏電ブレーカである分岐回路と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部を有する放電検出ユニットと、を備えた放電検出システムであって、主幹回路の二次側に分岐回路に入力する相及び前記相とは異なる相に接続される配線を備え、放電検出ユニットは、前記配線と分岐回路の電路とを接続する開閉部を備えるとともに、放電検出時に開閉部を閉路させることが可能である放電検出システムとする。

本発明では、放電検出システムの構築時の配線作業の負担を抑制することが可能となる。

放電検出システムを備えた分電盤の概念図である。 親機ユニットと一部の分岐回路周りとの関係例を示す図である。 図２に示す構成例で開閉部を閉じた場合の例を示す図である。 図２に示す状態における電流の流れの例を示す図である。 図３に示す状態における電流の流れの例を示す図である。 通信線を介してＬ２相に電流を流す例を示した図である。 制限抵抗を親機ユニットに設けた例を示す図である。 放電検出部で放電事象に相当するノイズを検知してから分岐回路の開閉スイッチを開くまでの流れを示した図である。 分岐回路が遮断されたと判定してから次の分岐回路を遮断するように動かす流れの例を示した図である。 放電検出ユニットで放電検出の判定を行う場合において、疑似漏電を発生させることができるシステムとした例を示す図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図５に示されていることから理解されるように、本実施形態の放電検出システムは、主幹回路１０と、漏電ブレーカである分岐回路２０と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部３１を有する放電検出ユニット３０と、通信線８３を介して放電検出ユニット３０と通信を行う親機ユニット４０と、を備えている。この放電検出システムの親機ユニット４０は、主幹回路１０の二次側に接続される配線８１が接続または一体に形成され、かつ、放電検出ユニット３０に接続される通信線８３が接続または一体に形成されている。また、放電検出ユニット３０は、主幹回路１０の二次側に接続される配線８１と接続または一体化された通信線８３と、分岐回路２０の電路と、を接続する開閉部３２を備えている。また、開閉部３２は、親機ユニット４０との通信により開閉部３２を閉路させることが可能であり、主幹回路１０の二次側に接続される配線８１と接続または一体化された通信線８３は、分岐回路２０に入力する相とは異なる相に接続されている。このため、放電検出システムの構築時の配線作業の負担を抑制することが可能となる。

図１に示す例の放電検出システムは分電盤Ｄ内に構築されたものであり、主幹回路１０の二次側に備えられた分岐回路２０に関して、放電事象が生じている場合に分岐回路２０を遮断させるように回路に疑似漏電を流す。なお、図1に示す分岐回路２０はいずれも疑似漏電を検出できる漏電ブレーカである。主幹回路１０においても漏電ブレーカとすることが好ましいが漏電検出機能を持たない回路遮断器であっても良い。分岐回路２０は、主幹回路１０の二次側に設けられる電圧相の内の一つに接続される。

また、図１に示す放電検出システムは、分岐回路２０と一対一で対応するように放電検出ユニット３０を備えている。この放電検出ユニット３０は分岐回路２０に形成される配線の電圧または電流に重畳するノイズ出力を検出することができるものである。また、この放電検出ユニット３０は親機ユニット４０に通信線８３を介して信号を送ることが可能となっている。親機ユニット４０に形成される通信線８３に関しては電圧相とＮ相の２本からなり、そのうち１本の通信線８３がＮ相に接続されている。

親機ユニット４０は、放電検出ユニット３０からノイズ情報を収集する際や、放電事象の発生箇所を特定する際に用いられる。このため、実施形態の親機ユニット４０は、通信線８３を介して収集した放電検出ユニット３０のノイズ情報から放電事象の発生箇所を導き出すように演算することができる演算部４１を備えている。実施形態における演算部４１は、放電発生箇所を特定した放電検出ユニット３０の開閉部３２を開閉する信号出力を行うこともできる。

また、実施形態の親機ユニット４０には、演算部４１の演算結果を基に外部機器に情報を出力することができる外部通信部４２を備えている。また、放電発生箇所を表示することができる表示部４３を備えている。したがって、親機ユニット４０で放電事象の発生を導き出した場合に、周囲に知らせることができる。

親機ユニット４０は、放電検出ユニット３０と接続されるだけではなく、主幹回路１０の二次側に設けられている相にも接続されている。図２に示す例では、分岐回路２０に入力する相と同じＬ１相に接続されているとともに、分岐回路２０に入力する相とは異なるＮ相に接続されている。

親機ユニット４０が分岐回路２０に入力する相と同じ相に接続されているのは、親機ユニット４０に電力を供給できるようにするためである。その他の箇所から、親機ユニット４０に電力を供給できるのであれば、この相への接続はしなくても良い。

親機ユニット４０が分岐回路２０に入力する相とは異なる相に接続されているのは、放電事象を検出した場合に、放電検出ユニット３０と親機ユニット４０との情報のやり取りに用いられる通信線８３を介して、親機ユニット４０が分岐回路２０に入力する相とは異なる相に電流を流すことができるようにするためである。

図２に示す例では、親機ユニット４０が分岐回路２０に入力する相はＬ１相であり、Ｌ１相と異なる相としては、Ｌ２相とＮ相がある。また、図２に示す例では、このうちのＮ相を、放電事象を検出した場合に、通信線８３を介して電流を流すことができる相としている。なお、図２に示す例では、分岐回路２０を接続する個所の一次側で、親機ユニット４０と相を接続するようにしている。

放電検出ユニット３０と親機ユニット４０を繋ぐ通信線８３には、複数の放電検出ユニット３０を繋ぐことが可能であるが、親機ユニット４０と相は、それに対応する数だけ配線８１接続することは必要ない。親機ユニット４０と相を一カ所接続すれば、複数の放電検出ユニット３０から相へ電流を流す経路を確保することが可能になる。したがって、配線作業の手間を抑制できるし、配線８１の配策に必要となるスペースを抑制することができる。なお、プラグインタイプの分岐回路２０を接続するバスバーのように、複数の配線を接続しにくい相を用いる場合であっても、放電検出システムの構築は比較的容易に行うことができる。

ところで、実施形態の放電検出ユニット３０は、放電事象の発生時に電路の電圧や電流に重畳するノイズを検出する放電検出部３１と、放電検出部３１で得られた情報を親機ユニット４０に伝えるために、親機ユニット４０に信号を出力する通信回路３４と、親機ユニット４０から受信した信号を基に、開いた状態から閉じた状態とすることで、親機ユニット４０が分岐回路２０に入力する相とは異なる相に対して、電気的に接続されていない状態から電気的に接続されている状態に変更可能な開閉部３２と、を備えている（図２及び図３参照）。

図４に示すことから理解されるように、開閉部３２を閉じる前の状態では、相（図４ではＬ１相）から分岐回路２０に流れ込んだ電流は放電検出ユニット３０の放電検出部３１を通過してから分岐回路２０に戻され、その後、Ｎ相に流される。

一方、図５に示すことから理解されるように、開閉部３２を閉じた後の状態では、相（図５ではＬ１相）から分岐回路２０に流れ込んだ電流は図４で示した流れに加えて、通信線８３を介してＮ相に流されるようにもなる。

なお、ここまでの説明においては、放電事象が発生した場合に、通信線８３を介してＮ相に電流を流すものとしたが、他の相に電流を流すようにしても良い。図６に示す例では、放電事象が発生した場合に、通信線８３を介してＬ２相に電流を流すようにしている。

このように、分岐回路２０を介して放電検出ユニット３０に入力された電流の一部が分岐回路２０に戻されないようにすると、分岐回路２０に備えられたＺＣＴ２１は漏電が生じたと検知する。この検知結果により、分岐回路２０に備えられた開閉スイッチ２２が開くように働き、分岐回路２０の二次側への電流の供給が停止される。

ところで、分岐回路２０などを構成する漏電ブレーカは、漏電を感知するための感度電流値が設定されている。つまり、ＺＣＴ２１が検知する電流値が所定の範囲にある場合に漏電を検知できる。実施形態では、相に疑似漏電を流した場合に漏電ブレーカが感知できるようにするため、制限抵抗３３を設けている。この制限抵抗３３は、放電検出ユニット３０から主幹回路１０の二次側に接続される配線８１と接続または一体化された通信線８３に通電する際に抵抗となるものであり、開閉部３２を閉じて通信線８３を介して相に疑似漏電を流す場合の電流値を調整するものである。

詳しくは、本実施形態の親機ユニット４０の配線８１はＬ１相とＮ相に接続される２本から形成されており、Ｎ相の配線８１と、通信線８３のＮ相を接続することで一体化されているものである。本実施形態としては単相３線で説明を行ったが、三相３線、三相４線であってもよく、分岐回路２０への入力とは異なる相に流すように回路を形成すること、つまり、放電事象が生じたと判定したときには、放電検出ユニット３０の開閉部３２を閉じる処理を行うことで、分岐回路２０の入力と出力に流れる電流に差分を生じさせることでＺＣＴ２１で漏電を検出させることが出来れば良いものである。

なお、図２に示す放電検出ユニット３０においては、開閉部３２の二次側に制限抵抗３３を備えている。放電検出ユニット３０に制限抵抗３３を備えるようにすれば、対応する分岐回路２０に合うような制限抵抗３３を設定しやすい。また、制限抵抗３３に最低限必要な抵抗値を抑えることができる。

制限抵抗３３を設ける位置は放電検出ユニット３０に限る必要は無い。例えば、図７に示すことから理解されるように、親機ユニット４０に制限抵抗３３を備えるようにしても良い。この場合、各放電検出ユニット３０に制限抵抗３３を備える必要が無くなる。

親機ユニット４０に制限抵抗３３を備えるようにする場合、「疑似漏電電流×遮断回路数分の抵抗値の制限抵抗３３を形成しておく」ようにしても良いし、「１つの回路分の制限抵抗３３を形成しておく」ようにしても良い。前者のように、複数開路分の抵抗値としておけば、１度で複数回路に対して遮断することが可能となる。後者のようにする場合でも、複数の放電検出ユニット３０を順次遮断するようにすれば対応できる。このようなことが可能となるため、複数の放電検出ユニット３０から放電事象と判定される検出結果を得た場合には、親機ユニット４０から各放電検出ユニット３０への出力のタイミングをずらすようにするのが好ましい。

ここで、図８に示す図に沿って放電検出システムの動作例について説明する。分岐回路２０の二次側に設置された放電検出ユニット３０で、分岐回路２０に形成される配線８１の電圧または電流に重畳するノイズ出力を検出した場合、放電検出ユニット３０に備えられた通信回路３４から親機ユニット４０に情報を送る。当該情報から放電事象が生じていると親機ユニット４０で判定した場合、放電検出ユニット３０の開閉部３２を閉じるように、親機ユニット４０から信号を出力する。

開閉部３２を閉じると、分岐回路２０に入力された電流の一部が通信線８３と配線８１を通じて分岐ブレーカの一次側に還流する。分岐回路２０に備えられたＺＣＴ２１が、行きの電流の大きさと帰りの電流の大きさが異なると検知した場合、分岐回路２０の開閉スイッチ２２を開放する。開閉スイッチ２２が開放されると、分岐回路２０の二次側には電流が流れなくなる。

次に、複数回路で放電事象の発生が疑わしい場合についての制御例を、図９に示す図に沿って説明する。なお、概略としては、親機ユニット４０の演算部４１から間隔をあけて各放電検出ユニット３０に情報を送信することで、各分岐回路２０を順次遮断させるものである。演算部４１は放電検出ユニット３０に備えた通信回路３４と通信線を介して通信する通信回路４１ａを備えているもので、通信線８３はそれぞれの通信回路３４、４１ａで通信を行うものである。

複数の放電検出ユニット３０から親機ユニット４０に情報が送られてきた場合であって、複数の情報について、放電事象が生じていると親機ユニット４０で判定した場合、親機ユニット４０は一つの放電検出ユニット３０に開閉部３２を閉じる旨の信号を送信する。一つの放電検出ユニット３０に信号を送信した後、同じ放電検出ユニット３０に再度信号を送る。

先の信号による指示が実施され、分岐回路２０の開閉スイッチ２２が開いた状態になっていたら、前記放電検出ユニット３０にも電流は流れないので放電検出ユニット３０は、再度送られた信号に反応することはできない。放電検出ユニット３０から親機ユニット４０に向けて返答がない（通電されていない）ことを検出したら、開閉部３２を閉じる旨の信号を送ることが必要な他の放電検出ユニット３０に信号を送信する。これを繰り返して、複数の回路を遮断させる。このように制御すれば、通信回線の混雑を抑制できる。

このようなことが可能となるため、親機ユニット４０は、１つの放電検出ユニット３０の開閉部３２を操作するように信号を送信した後で、再度前記放電検出ユニット３０に信号を送信し、その結果前記放電検出ユニット３０と通信ができない状態があると判別した場合に、次の放電検出ユニット３０の開閉部３２を操作するように信号を送信するようにするのが好ましい。

ここまでは、親機ユニット４０に接続する信号線を利用して疑似漏電用の回路を作るようにしていたが、放電検出ユニット３０自体で放電事象が発生したか否かを検出するような場合においては、必ずしも親機ユニット４０は必要ではない。このような場合、親機ユニット４０に接続する信号線を利用せずに疑似漏電用の回路を作るようにしても良い。例えば図１０に示す例では単に、放電検出ユニット３０の二次側に接続した配線８５を、分岐回路２０に入力する相とは異なる相に接続している。

このように、主幹回路１０と、漏電ブレーカである分岐回路２０と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部３１を有する放電検出ユニット３０と、を備えた放電検出システムであって、主幹回路１０の二次側に分岐回路２０に入力する相及び前記相とは異なる相を備え、前記分岐回路２０に入力する相とは異なる相に接続される配線８５を備え、放電検出ユニット３０は、前記配線８１と分岐回路２０の電路とを接続する開閉部３２を備えるとともに、放電検出時に開閉部３２を閉路させることが可能である放電検出システムとしても、放電検出システムの構築時の配線作業の負担を抑制できる。

この場合、放電検出ユニット３０に制限抵抗３３を備えるようにするのが好ましい。また、この場合は、通信線８３を利用する態様では無いので、配線８５の種類は自由に選択することができる。ただし、この配線８５は複数の放電検出ユニット３０と接続することが容易な構造であるものが好ましい。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、
ことも可能である。

１０ 主幹回路
２０ 分岐回路
３０ 放電検出ユニット
３１ 放電検出部
３２ 開閉部
３３ 制限抵抗
４０ 親機ユニット
８１ 配線
８３ 通信線

Claims (6)

1. 主幹回路と、漏電ブレーカである分岐回路と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部を有する放電検出ユニットと、通信線を介して放電検出ユニットと通信を行う親機ユニットと、を備えた放電検出システムであって、
   親機ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線が接続または一体に形成され、かつ、放電検出ユニットに接続される通信線が接続または一体に形成され、
   放電検出ユニットは、主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線と、分岐回路の電路と、を接続する開閉部を備え、
   開閉部は、親機ユニットとの通信により開閉部を閉じることが可能であり、
   通信線と接続または一体化された主幹回路の二次側に接続される配線は、分岐回路に入力する相とは異なる相に接続されている放電検出システム。
2. 放電検出ユニットから主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線に通電する際に抵抗となる制限抵抗を放電検出ユニットに備えた請求項１記載の放電検出システム。
3. 放電検出ユニットから主幹回路の二次側に接続される配線と接続または一体化された通信線に通電する際に抵抗となる制限抵抗を親機ユニットに備えた請求項１に記載の放電検出システム。
4. 複数の放電検出ユニットから放電事象と判定される検出結果を得た場合には、親機ユニットから各放電検出ユニットへの出力のタイミングをずらす請求項１から３の何れかに記載の放電検出システム。
5. 親機ユニットは、１つの放電検出ユニットの開閉部を操作するように信号を送信した後で、再度前記放電検出ユニットに信号を送信し、その結果前記放電検出ユニットと通信ができない状態があると判別した場合に、次の放電検出ユニットの開閉部を操作するように信号を送信する請求項４に記載の放電検出システム。
6. 主幹回路と、漏電ブレーカである分岐回路と、放電事象を検出するために用いられる放電検出部を有する放電検出ユニットと、を備えた放電検出システムであって、
   主幹回路の二次側に分岐回路に入力する相及び前記相とは異なる相に接続される配線を備え、
   放電検出ユニットは、前記配線と分岐回路の電路とを接続する開閉部を備えるとともに、
   放電検出時に開閉部を閉路させることが可能である放電検出システム。

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