JP4514124B2 - Plug unit with built-in current detector - Google Patents
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Description
本発明は、ブレーカ、端子台等の機器を母線バーに接続するためのプラグ端子を備えたプラグユニットに、電流検出器を備えた電流検出器内蔵プラグユニットに関するものである。 The present invention relates to a plug unit with a built-in current detector, which includes a plug unit having a plug terminal for connecting a device such as a breaker or a terminal block to a bus bar.
配電盤や分電盤内で電流値等を計測する場合は、特許文献1に示すように、主幹ブレーカの負荷側にCTを取り付け、信号線を計測器まで引き回すことが一般的である。しかし、最近の環境に対する意識の高まりから個々の分岐ブレーカに電流検出器を設け、接続される負荷機器の電力使用状況を監視したいという需要が高まりつつある。このような場合には、分岐ブレーカの負荷側にCTを取り付けることが考えられるが、負荷側の配線を行わないとCTの取り付けができないため、工事現場においてCTの取り付け作業が必要であった。特に大型の配電盤では負荷側の配線が密集するうえ、負荷側配線の電線ケーブル自体が太いので、CTを取り付けることが容易ではなかった。
本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、プラグ端子を接続可能な母線バーを備えた配電盤のブレーカ、端子台などの任意のユニットに電流検出器を工場からの出荷段階において取り付けることができる技術を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to attach a current detector to an arbitrary unit such as a breaker of a switchboard having a bus bar to which a plug terminal can be connected, a terminal block, etc. at the time of shipment from the factory. Is to provide technology that can
本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、プラグ端子を接続可能な母線バーを備えた配電盤に接続されるプラグユニットに電流検出器を内蔵することにより、上記の課題を解決できることを見出した。なお、プラグユニットは、本体の底面にプラグ端子を備えるとともに、本体の上面に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子と底部のプラグ端子とを備えるとともに、本体上面に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子と底部のプラグ端子とを接続する接続バーを備えたものか、本体の前面部にプラグ端子を備えるとともに、本体の後面部に取り付けられるブレーカ、端子台等の機器の電源端子とプラグ端子とを接続する導体を備えたものである。 As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor has solved the above problems by incorporating a current detector in a plug unit connected to a switchboard having a bus bar capable of connecting a plug terminal. I found that it can be solved. The plug unit includes a plug terminal on the bottom surface of the main body, a breaker attached to the top surface of the main body, a power supply terminal of a device such as a terminal block, and a plug terminal on the bottom, and a breaker and terminal attached to the top surface of the main body. It is equipped with a connection bar that connects the power supply terminal of the equipment such as the base and the plug terminal at the bottom, or it is equipped with a plug terminal on the front part of the main body, and a device such as a breaker or terminal block attached to the rear part of the main body A conductor for connecting the power supply terminal and the plug terminal is provided.
本発明はこのようにしてなされたものであり、請求項1の発明は、本体の底部にプラグ端子を備えるとともに、本体の上面に取り付けられるブレーカの電源端子と底部のプラグ端子とを接続する接続バーを備えたプラグユニットに、電流検出器を内蔵させた電流検出器内蔵プラグユニットであって、前記接続バーの立ち上げ部を覆う端子カバーに、電流検出器であるホール素子を取付けたことを特徴とするものである。なお、端子カバーに、電流検出器の検出信号出力端子を設けた構造とすることができ、また、端子カバーに、電圧検出手段を設けた構造とすることもできる。
The present invention has been made in this way, and the invention of
本発明の電流検出器内蔵プラグユニットを配電盤に組み込むことにより、工場からの出荷段階から電流検出器を組み込むことができ、工事現場での取り付け作業は不要となる。また本発明の電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、配電盤内の母線バーに接続される任意の機器に電流検出器を取り付けることができる。 By incorporating the plug unit with built-in current detector of the present invention into the switchboard, the current detector can be incorporated from the factory shipping stage, and installation work on the construction site is not required. Moreover, if the plug unit with a built-in current detector according to the present invention is used, the current detector can be attached to any device connected to the bus bar in the switchboard.
以下に本発明の実施形態を参考形態とともに示す。第1〜第13の実施形態(または参考形態)ではプラグユニットは本体の底面部にプラグ端子を備えたものであり、第14〜第15の実施形態ではプラグユニットは本体の前面部にプラグ端子を備えたものである。また、電流検出器としてはホール素子が採用されている。なお、ホール素子は半導体を磁界Hの中において磁界Hと直角方向に電流Iを流すと、HとIの両方に直角方向にホール起電力Vが生ずる現象を利用して電流検出を行う素子である。 Embodiments of the present invention are shown below together with reference forms . In the first to thirteenth embodiments (or reference embodiments) , the plug unit is provided with a plug terminal on the bottom surface of the main body. In the fourteenth to fifteenth embodiments, the plug unit is connected to the front surface of the main body. It is equipped with. In addition, a Hall element is employed as the current detector. The Hall element is an element that detects a current by utilizing a phenomenon in which a Hall electromotive force V is generated in a direction perpendicular to both H and I when a current I flows through the semiconductor in a direction perpendicular to the magnetic field H in the magnetic field H. is there.
(第1の参考形態)
図1は本発明の第1の参考形態を示す図であり、1はプラグユニットの本体である。図2及び図3に示されるように、本体1は無底のボックス状のものであり、その上面2は機器であるブレーカ3が取り付けられる平面となっている。なお、機器はブレーカに限らず,例えば端子台であってもよい。本体1の下部は空洞であり、その内部に3個のプラグ端子4が配置されている。また本体1の下部の両側面には、配電盤の3相の母線バー5を挿入できる凹部6が3列に形成されている。このため図1に示すように本体1を配電盤内に設置された3相の母線バー5の上から差込み、3個のプラグ端子4を各母線バー5にそれぞれ接続させることができる。そして図4に示すように、母線バー5上にプラグユニットを複数個並列して配置することにより、配電盤の分岐回路を構成している。
(First reference form )
FIG. 1 is a view showing a first reference embodiment of the present invention, and 1 is a main body of a plug unit. As shown in FIGS. 2 and 3, the
また本体1には、3本の接続バー7が設けられている。図2に示すように、これらの接続バー7は水平部8と立ち上げ部9と屈曲部10とからなり、水平部8の先端にはプラグ端子4が取り付けられている。また屈曲部10は、本体1の上面2に取り付けられるブレーカ3の電源端子11との接続部となっており、屈曲部10をネジ12により電源端子11に接続すれば、ブレーカ3の電源端子11と底部のプラグ端子4とが接続され、3相の母線バー5からブレーカ3に給電することができる。なお接続バー7の立ち上げ部9及び屈曲部10が外部に露出すると危険であるため、樹脂製で中空の端子カバー13が着脱自在に取り付けられている。
The
以上に説明したプラグユニット自体は公知のものであるが、本発明ではこのようなプラグユニットに電流検出器が搭載される。この第1の実施形態では電流検出器はホール素子14であり、図1に示すとおり接続バー7の立ち上げ部9に沿って配置されている。またホール素子14の信号増幅回路15が、外側に拡張された端子カバー13の内部に配置され、その上面に検出信号出力端子16が配置されている。なお、図1では1つの接続バー7のみが示されているが、3つの接続バー7につき同様の構造とすることができる。また、信号増幅回路に供給する電源は、接続バー7から引き出したものを整流したものとする。
The plug unit itself described above is known, but in the present invention, a current detector is mounted on such a plug unit. In the first embodiment, the current detector is a
このような電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、ブレーカ3に流れる電流をホール素子14により検出し、計測値を検出信号出力端子16から外部に取り出すことができる。なお電圧は図4及び図5に示すように電圧検出用端子台17を配電盤の母線バー5の上に取り付け、電圧信号を取り出すことができる。この電圧検出用端子台17は孔部18に埋め込まれた銅片が母線バー5に接触し、計測器のプラグを差し込んで電圧を計測できるものであるが、図示のようにこの孔部18をネジ孔とし、電圧検出用リード線19をネジ20により取り付けるようにしてもよい。このようにして電流のほかに電圧を測定すれば、計測器に電力を演算表示させることも可能となる。なおこの図5の電圧検出用端子台17は、配電盤の2次送り端子台として使用することも可能である。
By using such a plug unit with a built-in current detector, the current flowing through the
(第1の実施形態)
図6は本発明の第1の実施形態を示す図である。図1に示した第1の参考形態ではホール素子14を接続バー7の立ち上げ部9に沿って配置したが、第1の実施形態ではホール素子14を端子カバー13の内面に配置した。信号増幅回路15及び検出信号出力端子16の位置は第1の参考形態と同じである。このようにホール素子14を端子カバー13に設ければ、プラグユニットの端子カバー13だけを交換すれば電流検出器内蔵プラグユニットとなり、既設の配電盤への適用も容易となる。
( First embodiment )
FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the first reference form shown in FIG. 1, the
(第2の参考形態)
図7は本発明の第2の参考形態を示す図である。この第2の参考形態では、ホール素子14をブレーカ3の電源側端子部の前面に取り付けた。その他の構成は上記の第1の参考形態と同じである。このようにホール素子14をブレーカ3に設ければ、簡単な構造でありながらホール素子14と接続バー7の立ち上げ部9との距離を正確に決めることができ、導体とホール素子14との距離のバラツキがなくなり電流検出精度を向上させることができる。
( Second reference form )
FIG. 7 is a diagram showing a second reference embodiment of the present invention. In the second embodiment , the
(第3の参考形態)
図8は本発明の第3の参考形態を示す図である。この第3の参考形態では、ホール素子14を絶縁物21を介して接続バー7の立ち上げ部9に取り付けた。これにより簡単な構成でありながらホール素子14と導体(接続バー7)との距離を正確に決めることができ、電流検出精度を向上させることができる。
( Third reference form )
FIG. 8 is a diagram showing a third reference embodiment of the present invention. In the third embodiment , the
(第2の実施形態)
図9は第2の実施形態を示すものである。この第2の実施形態では、ばね等の弾性体31の一端を端子カバー13に取り付けるとともに、他端にホール素子14を取り付けて、ホール素子17を接続バー7の立ち上げ部9に接触させるようにしたものである。なお、ホール素子14が接続バー7に接触する面には絶縁物32が取り付けられている。これにより、ホール素子14はばねによって接続バー7の立ち上げ部9に押圧されるので、ホール素子14と導体(接続バー7)との距離を正確に決めることができ、検出精度を向上させることができる。
( Second Embodiment )
FIG. 9 shows a second embodiment . In the second embodiment , one end of an
(第4の参考形態)
図10は本発明の第4の参考形態を示す図である。この第4の参考形態では、接続バー7の立ち上げ部9の周囲に鉄心22を設け、鉄心22の切欠き部にホール素子14を取り付けた。これにより洩れ磁束がなくなるため、導体と鉄心22との位置が多少ずれても高精度の電流検出が可能となり、電流検出精度を向上させることができる。
( 4th reference form )
FIG. 10 is a diagram showing a fourth reference embodiment of the present invention. In the fourth reference embodiment , the
(第3の実施形態)
上記した各実施形態ではいずれも検出信号出力端子16を端子カバー13に設けたが、図11に示す第3の実施形態では、検出信号出力端子16をプラグユニットの後部(負荷側)の上面に配置した。この場合には、信号線23を図示のように本体1のブレーカ搭載面下部に引き回すことが好ましい。これによりブレーカ3の負荷側から信号線23を引き出すことができ、配電盤内での信号線23の配線が容易となる。
( Third embodiment)
In each of the above embodiments, the detection
(第4の実施形態)
図12は本発明の第4の実施形態を示す図である。前記の実施形態および参考形態では電圧検出の必要がある場合には電圧検出手段をプラグユニットの外部に設けたが、この第4の実施形態では接続バー7に接触する電圧検出部24をプラグユニット上に設けた。また電流と電圧から電力を演算する演算回路25を端子カバー13に設けた。この演算回路25に接続された検出信号出力端子26は電流、電圧、電力を外部に出力する。この検出信号出力端子26は第7の実施形態と同様にプラグユニットの後部に配置してもよい。
( Fourth embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the embodiment and the reference embodiment, when voltage detection is necessary, the voltage detection means is provided outside the plug unit. In the fourth embodiment, the
(第5の実施形態)
図13は本発明の第5の実施形態を示す図である。この実施形態では、プラグユニット本体1の後部(負荷側)の上面に端子台27を形成した。端子台27は負荷配線を接続する負荷端子29と機器の負荷端子を接続する導電バー28とを備え、導電バー28にはホール素子14が隣接して配置されている。また信号増幅回路15と検出信号出力端子16もこの端子台27に設けられている。なおこの端子台27に電圧検出手段及び電流と電圧から電力を演算する演算回路を組み込むこともでき、各計測結果の表示部を設けることもできる。
( Fifth embodiment)
FIG. 13 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the
(第5の参考形態)
図14に示す第5の参考形態では、電流検出器としてCT30が用いられている。すなわちCT30を接続バー7の立ち上げ部9が貫通するようになっており、検出信号出力端子16は端子カバー13に設けられている。電圧は図5に示すような電圧検出用端子台17により別途検出され、計測器で電流、電圧、電力を演算表示する。
( 5th reference form )
In the fifth reference embodiment shown in FIG. 14, CT30 is used as a current detector. That is, the rising
(第6の参考形態)
図15に示す第6の参考形態は、第5の参考形態における検出信号出力端子16をプラグユニットの後部に設けたものである。信号線23は第7の実施形態と同様に、本体1のブレーカ搭載面下部に引き回すものとする。これによりブレーカ3の負荷側から信号線23を引き出すことができ、配電盤内での信号線23の配線が容易となる。
( Sixth reference form )
In the sixth reference form shown in FIG. 15, the detection
(第7の実施形態)
図16に示す第7の実施形態は、電流検出器としてCT30を用いるとともに、接続バー7に接触する電圧検出部24を設けたものである。電流検出器としてCT30を用いた点以外は、図12に示す第4の実施形態と同様である。
( Seventh embodiment )
In the seventh embodiment shown in FIG. 16, a
(第8の参考形態)
図17に示す第8の参考形態は、第5の実施形態における電流検出器をホール素子14からCT30に置き換えたものである。
( Eighth reference form )
The eighth reference form shown in FIG. 17 is obtained by replacing the current detector in the fifth embodiment with a
(第9の参考形態)
図18は第9の参考形態であり、41はプラグユニットの本体である。本体41はその前面部に配電盤の底面より水平に積層された3段の母線バー42を挿入できる凹部43が3段に形成されていて、各凹部はプラグ端子44が設けられているとともに、後面にはブレーカ3と電気的かつ機械的に接続可能な接続端子45が形成されている。
( Ninth Reference Form )
FIG. 18 shows a ninth reference form , and reference numeral 41 denotes a main body of the plug unit. The main body 41 is formed with three concave portions 43 into which three bus bar bars 42 that are horizontally stacked from the bottom surface of the switchboard can be inserted, and each concave portion is provided with a
また、本体41の内部のプラグ端子44と接続端子とを結ぶ導電バー46には電流検出器であるホール素子47が隣接して配置されており、その近傍にホール素子47の信号増幅回路48が設けられたうえ、本体41の上面には検出信号出力端子49を備えている。
In addition, a
このような電流検出器内蔵プラグユニットを用いれば、ブレーカ3に流れる電流をホール素子47により検出し、計測値を検出信号出力端子49から外部に取り出すことができる。また、図19に示すような二次送り端子台50を介して母線バー42の電圧を検出すれば、計測器で電力を演算し表示することも可能である。
By using such a plug unit with built-in current detector, the current flowing through the
(第10の参考形態)
図20は第10の参考形態であり、電流検出器としてCT51が用いられている。すなわち、CTを導電バー46が貫通するようになっている。電流検出器としてCT51を用いた点以外は、図18に示す第9の参考形態と同様である。
( 10th reference form )
FIG. 20 shows a tenth reference embodiment , in which CT51 is used as a current detector. That is, the
以上に説明したどの実施形態の電流検出器内蔵プラグユニットを用いても、工場からの出荷段階において配電盤に電流検出器を組み込むことができ、従来のような工事現場での取り付け作業は不要である。またプラグユニットを本発明の電流検出器内蔵プラグユニットに交換するだけで、配電盤内の任意のブレーカに電流検出器を取り付けることができるなどの利点がある。 Even if the plug unit with a built-in current detector of any of the embodiments described above is used, the current detector can be incorporated into the switchboard at the shipping stage from the factory, and the conventional installation work on the construction site is unnecessary. . Further, there is an advantage that the current detector can be attached to an arbitrary breaker in the switchboard simply by replacing the plug unit with the plug unit incorporating the current detector of the present invention.
1 プラグユニットの本体
2 上面
3 ブレーカ
4 プラグ端子
5 母線バー
6 凹部
7 接続バー
8 水平部
9 立ち上げ部
10 屈曲部
11 電源端子
12 ネジ
13 端子カバー
14 ホール素子
15 信号増幅回路
16 検出信号出力端子
17 電圧検出用端子台
18 孔部
19 電圧検出用リード線
20 ネジ
21 絶縁物
22 鉄心
23 信号線
24 電圧検出部
25 演算回路
26 検出信号出力端子
27 端子台
28 導電バー
29 負荷側端子
30 CT
31 弾性体
32 絶縁物
41 プラグユニットの本体
42 母線バー
43 凹部
44 プラグ端子
45 接続端子
46 導電バー
47 ホール素子
48 信号増幅回路
49 信号検出出力端子
50 2次送り端子台
51 CT
DESCRIPTION OF
31 Elastic body 32 Insulator 41
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