JP3187313U - 停電時電源切替システム - Google Patents

Abstract

【課題】停電時に電気自動車（ＰＨＶ，ＥＶ）等を接続してその電源を給電させ、通常時には電気自動車等の充電にも利用できる停電時電源切替システムを提供する。
【解決手段】外部電源ラインを屋内に引き込む中継ボックス３は、給電コネクタと充電コネクタとを備え、電気自動車を上記コネクタのいずれかに接続させ、商用電源ラインと外部電源ラインとを選択的に切替える切替装置付き分電盤１３の切替器のレバーＲの操作により切り替えることでシステムへの給電とＰＨＶ車への充電を可能とした。
【選択図】図１

Description

本考案は商用電源ラインと外部機電源ラインとを切替えて、商用電源の停止時に外部電源を利用して照明等に給電するシステムに関するものである。

地震発生等の災害時だけでなく計画停電時、工事中等でも、電力会社から供給される商用電源が停止して電気が使用できなくなることが往々にしてある。このようなときに商用電源用の電源ラインに外部電源を利用できるように構成したシステムは、特許文献１に記載のように、既に提案されている。
ところで、最近では、電気自動車（ＥＶ車やＰＨＶ車）が普及しつつあるが、これらは１００ＡＣ出力のバッテリーを搭載している。

従って、上記した電気自動車を外部電源として利用できれば、専用の発電機を用意せずに済み、しかも通常は自動車として使用するものなので、メンテナンスし忘れでいざ停電時になって稼働しないと言ったことは無い。
また、通常時には、上記した電気自動車を充電できれば、電気自動車への給電源としても利用でき、システムの実用価値が高まる。

特開２０１０−１４２１０２号公報

本考案は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、電気自動車からの給電も可能にした停電時電源切替システムを提供することを、その目的とする。
また、商用電源を利用してＰＨＶ車への充電も可能とした停電時電源切替システムを提供することを、その目的とする。

本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の考案は、外部電源ラインを屋内に引き込むために屋外に設置された中継ボックスと、屋内に設置され、商用電源ラインと外部電源ラインとを選択的に切替えて切替後電源ラインと繋ぐ切替装置を備えた切替装置付き分電盤とを備えた停電時電源切替システムにおいて、前記中継ボックスには、外部電源として単相１００Ｖ交流電力の供給を受ける給電コネクタが設けられていることを特徴とする停電時電源切替システムである。

請求項２の考案は、請求項１に記載した停電時電源切替システムにおいて、切替装置には、外部電源の単相を単相３線式に変換する変換手段が備えられていることを特徴とする停電時電源切替システムである。

請求項３の考案は、請求項２に記載した停電時電源切替システムにおいて、切替後電源ラインの分岐回路ラインには、単相１００Ｖの交流電力の配線ラインが含まれていることを特徴とする停電時電源切替システムである。

請求項４の考案は、請求項３に記載した停電時電源切替システムにおいて、単相１００Ｖ交流電力の配線ラインが中継ボックスに延びており、その出力端子が充電コネクタで構成されていることを特徴とする停電時電源切替システムである。

請求項５の考案は、請求項１から４のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、電気自動車を外部電源とする停電時電源切替システムである。

請求項６の考案は、請求項１から５のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、分電盤は、太陽光発電パワーコンディショナーの自立コンセントに接続されたソーラー電源ラインと中継ボックス経由の電源ラインとを選択的に切替えて外部電源ラインとする切替装置を備えることを特徴とする停電時電源切替システムである。

請求項７の考案は、請求項１から６のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、切替装置が手動操作用のレバーを備えていることを特徴とする停電時電源切替システムである。

本考案の停電時電源切替システムによれば、電気自動車からの給電や電気自動車への充電が可能になっている。

本考案の実施の形態に係る停電時電源切替システムの全体の構成図である。 図１の屋外中継ボックスの外形図である。 図１のコントロールボックスの外形図である。 図１のコントロールボックス内の外部電源ライン側の回路図である。 図１のコントールボックス内の商用電源ライン側の回路図である。 図１のシステムへの電気自動車（ＰＨＶ）からの給電方法の説明図である。 図１のシステムへの電気自動車（ＥＶ）からの給電方法の説明図である。 図１のシステムの通常時と停電時の電源供給状態を示す説明図である。

本考案の実施の形態に係る停電時電源切替システム１を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、停電時電源切替システム１は住宅に設置されている。この停電時電源切替システム１では、屋外に設置された屋外中継ボックス３と、屋内に設置されたコントロールボックス１１および切替装置付き分電盤１３とで構成されている。
通常電源は商用電源であり、外部電源は単相１００Ｖの交流電力を出力できるものであり、発電機や電気自動車（ＰＨＶ車やＥＶ車）やソーラーが想定されている。

図２に示すように、屋外中継ボックス３には、下側に、給電コネクタ５と、充電コネクタ７が設けられており、右側に専用の充電コネクタ９が設けられている。給電コネクタ５と充電コネクタ７にはそれぞれ蓋６、８が設けられており、使用していない時にはコネクタは蓋で覆われている。
屋外中継ボックス３の正面には、その給電コネクタ５を介してシステムに給電される外部電源と、商用電源の電源供給状態を示す電源表示ランプ（ＰＬ５、ＰＬ６）が設けられている。

図３に示すように、コントロールボックス１１にも電源表示ランプ（ＰＬ１、ＰＬ４）が設けられており、その他、電力を安全に供給するために、異常ランプＰＬ２（リセットボタン（ＰＢ２）兼用）、緊急停止ランプ（ＰＬ３）（停止ボタン（ＰＢ１）兼用）、復帰ブザー（ＢＺ）が設けられている。また、外部電源電流値のモニター（Ｍ）も設けられている。

コネクタ経由外部電源ライン（Ｇ）は、図１に示すように、屋外中継ボックス３内で給電コネクタ５と接続されており、商用ブレーカ（ＮＦＢ）を通されてコントロールボックス１１に向かって延びている。屋外中継ボックス３内では、外部電源表示ランプ（ＰＬ５）の点灯用の分岐回路が設けられており、コネクタ経由で外部電源が供給されると点灯するようになっている。なお、表示ランプ（ＰＬ５）には発電機と記載され、以下でも代表して発電機と記載されているが、コネクタ経由の外部電源の一例として商用電源と区別し易いように記載しただけであり、後述するように、電気自動車等も外部電源として利用でき、寧ろ自動車の積極的な利用が期待されている。

コネクタ経由外部電源ライン（Ｇ）は、図４に示すように、コントロールボックス１１内で、電流値がトランス（ＣＴ）により監視されており、所定値より高いとメーターリレー（ＭＲ）が作動し、連係して外部電源容量異常リレー（Ｒ２）が作動し、連係した外部電源供給ディレー（Ｔ１）と開閉リレー（ＭＣ）が停止して、開閉器（ＭＣ）が開かれて、電源供給が緊急停止する。同時に、発電機容量異常ランプ（ＰＬ２）が点灯する。外部電源容量異常リレー（Ｒ２）は自己保持性であるが、リセットボタン（ＰＢ２）の押下によりリセットされて、電源供給が再開される。また、モニターを見た作業者が、緊急スイッチ（ＰＢ１）を押下しても、連係した外部電源供給ディレー（Ｔ１）の停止により、同様に、開閉器（ＭＣ）が開かれて、電源供給が緊急停止する。同時に、緊急停止ランプ（ＰＬ３）が点灯する。

商用電源ライン（ＡＣ）は、分岐回路ラインが設けられており、図５に示すように、その分岐回路ラインに、コントロールボックス１１内で、電源供給が開始または再開したときに鳴る復帰ブザー（ＢＺ）の回路が設けられている。この復帰ブザー（ＢＺ）は、タイマーリレー（Ｔ２）により一定時間だけ鳴るようになっている。また、屋外中継ボックス３にも延びており、そこで表示ランプ（ＰＬ６）の点灯用の分岐回路が設けられている。

図１に示すように、切替装置付き分電盤１３には、商用ブレーカ、分岐ブレーカ、切替器１、切替器２が備えられている。切替器１、２はいずれも手動操作用のレバー（Ｒ）備えており、矢印に示すように上下に移動してラインを切替えられるようになっている。
商用電源ライン（ＡＣ）は商用ブレーカを通され、その後に分岐して分岐回路ラインがコントロールボックス１１から屋外中継ボックス３に延びている。また、商用電源ライン（ＡＣ）自体は切替器１の商用電源側に接続されている。商用電源は単相３線式なので、切替器１には３つの導電バーが設けられており、そこに２つの電圧線と１つの中性線がそれぞれ接続されている。
このように、コントロールボックス１１は、電源を安全に供給するために構成されている。

コントロールボックス１１から延びたコネクタ経由外部電源ライン（Ｇ）は、切替器２の発電機側に接続されている。コネクタ経由外部電源ライン（Ｇ）は単相なので、切替器２には２つの導電バーが設けられており、そこに電圧線と中性線がそれぞれ接続されている。
また、太陽光発電のパワーコンディショナーの自立コンセントに接続されたソーラー自立用電源ライン（Ｓ）も延びており、これも単相１００ＡＣ出力なので、切替器２のソーラー自立側と、上記と同様に接続されている。
従って、切替器２のレバー（Ｒ）による切替操作により、コネクタ経由外部電源ライン（Ｇ）とソーラー自立用電源ライン（Ｓ）のいずれか一方が切替後電源ライン（Ｅ１）と繋がることになる。

切替後電源ライン（Ｅ１）は、切替器１に延びているが、切替器１は単相３線式用になっているので、切替後電源ライン（Ｅ１）は、電圧線を二つの配線に繋げて二つの電圧線とし、単相３線式の疑似電力に変換された上で、切替器１に接続されている。
切替器１のレバー（Ｒ）による切替操作により、切替後電源ライン（Ｅ１）と商用電源ライン（ＡＣ）のいずれか一方が切替後電源ライン（Ｅ２）と繋がることになる。

切替後電源ライン（Ｅ２）は、分岐ブレーカに延ばされており、照明器具や電源コンセントの分岐回路用に分岐配線されている。また、一つの単相１００ＶＡＣ出力用の配線ライン（ｇ）は、屋外中継ボックス３に延びて、そこで分岐した充電コネクタ７、９にそれぞれ接続されている。

停電時電源切替システム１は、上記したように構成されており、切替器１、２を操作するだけで、電源を切替えることができる。また、コントロールボックス１１に備えられた監視機能により、コネクタ経由の外部電源が安全に供給される。従って、停電時には外部電源を利用して屋内の照明器具を点灯させたり、扇風機を作動させたりすることができる。
コネクタ経由の外部電源として電気自動車を使用したシステムへの給電方法について説明する。
図６は、ＰＨＶ車を使用した例であり、ケーブルの一端側の電源プラグＰ１を屋外中継ボックス３の給電コネクタ５に接続し、他端側の電源コネクタＰ２をＰＨＶ車側の充電口に接続し、その近傍に設けられた電源スイッチを押すことで、システムへの給電が開始される。
図７は、ＥＶ車を使用した別の例であり、専用ケーブルの電源コネクタＰ２をＥＶ車側の充電口に接続し、同様に電源スイッチを押すことで、システムへの給電が開始される。

また、充電コネクタ７、９を利用して、ＰＨＶ車に充電させることもできる。従って、商用電源が利用できるときに充電することで、自宅を充電ステーションとして利用できる。

上記のように、停電時電源切替システム１によれば、図８に示すように、通常時には商用電源を利用し、停電時には、電気自動車も外部電源として利用して、屋内で電気機器を利用できる。また、屋内に引き込まれている商用電源を利用して、電気自動車の充電ステーションとしても利用できる。
このように、電気自動車も利用可能とすることで、システムを利用し易くでき、且つ充電ステーションにすることで日常的な利用が見込まれることから、システムの実用価値も格段に増している。

以上、実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても考案に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、太陽光発電は自立用コンセントを使用する例のみ示しているが、太陽光発電を利用する場合には、通常電源として商用電源の代わりに使用するのが普通であり、その場合には上記した商用電源ラインはソーラー電源ラインも兼ねている。

１ … 停電時電源切替システム
３ … 屋外中継ボックス ５ … 給電コネクタ
７ … 充電コネクタ ９ … 専用充電コネクタ
１１ … コントロールボックス １３ … 切替装置付き分電盤
Ｒ … （切替器の）レバー
ＡＣ … 商用電源ライン Ｇ … コネクタ経由外部電源ライン
Ｓ … ソーラー自立用電源ライン
Ｅ１、Ｅ２ … 切替後電源ライン ｇ … 配線ライン

Claims (7)

1. 外部電源ラインを屋内に引き込むために屋外に設置された中継ボックスと、屋内に設置され、商用電源ラインと外部電源ラインとを選択的に切替えて切替後電源ラインと繋ぐ切替装置を備えた切替装置付き分電盤とを備えた停電時電源切替システムにおいて、前記中継ボックスには、外部電源として単相１００Ｖ交流電力の供給を受ける給電コネクタが設けられていることを特徴とする停電時電源切替システム。
2. 請求項１に記載した停電時電源切替システムにおいて、
   切替装置には、外部電源の単相を単相３線式に変換する変換手段が備えられていることを特徴とする停電時電源切替システム。
3. 請求項２に記載した停電時電源切替システムにおいて、
   切替後電源ラインの分岐回路ラインには、単相１００Ｖの交流電力の配線ラインが含まれていることを特徴とする停電時電源切替システム。
4. 請求項３に記載した停電時電源切替システムにおいて、
   単相１００Ｖ交流電力の配線ラインが中継ボックスに延びており、その出力端子が充電コネクタで構成されていることを特徴とする停電時電源切替システム。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、
   電気自動車を外部電源とする停電時電源切替システム。
6. 請求項１から５のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、
   分電盤は、太陽光発電パワーコンディショナーの自立コンセントに接続されたソーラー電源ラインと中継ボックス経由の電源ラインとを選択的に切替えて外部電源ラインとする切替装置を備えることを特徴とする停電時電源切替システム。
7. 請求項１から６のいずれかに記載した停電時電源切替システムにおいて、
   切替装置が手動操作用のレバーを備えていることを特徴とする停電時電源切替システム。

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