JP5091800B2

JP5091800B2 - 回路遮断器および分電盤

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Publication number: JP5091800B2
Application number: JP2008208133A
Authority: JP
Inventors: 常弘北村; 正人傘谷
Original assignee: Panasonic Eco Solutions Switchgear Devices Co Ltd
Current assignee: Panasonic Eco Solutions Switchgear Devices Co Ltd
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-08-12
Also published as: JP2010044947A

Description

本発明は、回路遮断器および分電盤に関するものである。

従来から提案されている回路遮断器としては、例えば、特許文献１に示すものがある。特許文献１に示すものは、通電主導体の電流を検出する変流器と、通電主導体の電圧を検出する変圧器と、変流器および圧器の信号から通電情報（電流や電圧、電力、電力量等）を演算する演算回路と、各通電情報の値により必要に応じて警報を出力する警報信号出力回路と、外部の表示装置（回路遮断器の通電情報を表示する表示装置）との通信を行う通信インターフェース回路と、通電主導体回路をオン・オフするスイッチ部と、電源回路と、変流器の電流信号を演算回路に入力する電流検出回路と、変圧器の電圧信号を演算回路に入力する電圧検出回路と、スイッチ部を制御する引き外し回路とを備えている。

上述の演算回路では、入力された電流情報と電圧情報とに基づき、演算処理を行って、引き外し回路を駆動する信号と、警報信号出力回路を駆動する信号（外部に接続される警報手段に入力される信号）と、通信インターフェース回路を駆動する信号（外部に接続される表示装置に入力される通電情報計測表示用の信号）とを出力する。
特許第３７２０６９３号公報

しかしながら、特許文献１に示すものでは、回路遮断器が接続される電力系統から演算回路に給電している。そのため、雷サージや種々の原因によって電力系統に異常電圧が発生した際には、演算回路が、このような異常電圧に起因して誤動作したり故障したりすることがあり、正確な電流測定を行うことができないことがあった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、電力系統に異常が発生しても正確な電流測定を行うことができる回路遮断器および分電盤を提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、電力系統に接続される一次側端子部と負荷に接続される二次側端子部とを具備し開閉部を一次側端子部と二次側端子部との間に挿入する形で収納する器体と、器体に露設される手動操作用の操作部と、操作部の操作に応じて開閉部を開閉する開閉機構部と、異常発生時に開閉部を釈放させる引外し部と、一次側端子部と二次側端子部との間の電路に流れる電流を検出する電流検出部と、当該電流検出部の検出出力に基づいて上記電路の電流値を演算する電流値演算部および当該電流値演算部の演算結果を外部装置に送信する送信部を有する演算処理部とを備え、演算処理部は、上記電力系統とは電気的に独立な電源装置から電力供給を受けることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、演算処理部は、一次側端子部が接続される電力系統とは電気的に独立な電源装置から電力供給を受けるので、当該電力系統から電力供給を受ける場合とは異なり、雷サージや種々の原因によって電力系統に異常電圧が発生したときでも、このような異常電圧に起因して誤動作したり故障したりすることがないから、電力系統に異常が発生しても正確な電流測定を行うことができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記電流検出部は、プリント基板に設けられ上記電路が挿通される開口の周縁の表面側および裏面側それぞれに放射状に配置された複数の放射状ラインと、プリント基板の表面側の放射状ラインの端部とプリント基板の裏面側の放射状ラインの端部とを電気的に接続する貫通孔配線とにより、開口の周縁を一周する方向を巻き軸方向とする形に形成されたトロイダルコイルよりなり、上記演算処理部は、当該プリント基板に設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、電流検出部および演算処理部がプリント基板に設けられているので、開閉部や、開閉機構部、引外し部などによって利用できるスペースが狭くなっている器体内でも、電流検出部と演算処理部とを効率的に配置できるから、小型化を図ることができる。また、電流検出部と演算処理部とをプリント基板の導体パターンにより接続することができるから、電線（信号線）を用いて電流検出部と演算処理部とを接続する場合に比べれば、断線などの不具合が製造時に生じることを抑制することができる。さらに、電流検出部は、空芯のトロイダルコイルであるから、鉄芯（磁気コア）がないため小型化、および軽量化を図ることができ、しかも鉄芯による飽和がないという利点があり、これによりダイナミックレンジが広く、大電流を検出できる電流センサを得ることが可能になる。

請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記電流値演算部は、上記電流検出部の検出出力に基づいて演算された上記電路の電流値と実際の電流値との誤差を無くすための補正値が記憶された補正値記憶部と、当該補正値記憶部に記憶された補正値を用いて上記電路の電流値を補正する電流値補正部とを有し、電流値補正部により補正された上記電路の電流値を演算結果として出力することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、製品毎に、電流検出部の特性などにばらつきがあっても、このようなばらつきによって製品毎に電流値が異なってしまい、検出精度がばらついてしまうことを防止できる。

請求項４の発明では、主幹ブレーカと、主幹ブレーカの二次側に接続された主幹電路から分岐して電気機器に電力を供給する分岐電路にそれぞれ設けられた複数の分岐ブレーカとを備える分電盤であって、分岐ブレーカは、請求項１〜３のうちいずれか１項記載の回路遮断器であることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、過負荷電流や短絡電流などの過電流、あるいは漏電などの異常が発生した箇所を容易に特定することができるようになる。

本発明は、電力系統に異常が発生しても正確な電流測定を行うことができるという効果を奏する。

以下、本発明の回路遮断器を、図２に示すような分電盤（電設盤）ＳＢの分岐ブレーカ１として用いた実施形態に基づいて説明する。なお、分電盤ＳＢは、例えば、交流５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相３線式１００／２００Ｖの電力系統において使用される。

分電盤ＳＢは、主幹ブレーカ（主開閉器）２と、主幹ブレーカ２の二次側に接続された主幹電路（母線）３から分岐して負荷となる電気機器（図示せず）に給電する分岐電路（分岐線）４にそれぞれ設けられた複数（図示例では１４個）の分岐ブレーカ（分岐開閉器）１と、これらを収納する（これらが組み込まれる）キャビネット５とを備えている。

このような分電盤ＳＢでは、検査装置６を使用して、分岐ブレーカ１の電流値（分岐ブレーカ１が接続されている分岐電路４の電流値）を測定する検査が行われる。

主幹ブレーカ２は、例えば、単相３線式の低圧配電線１００と主幹電路３との間の導通状態の手動による切り替える機能や、過負荷電流、短絡電流、漏電などの異常時にトリップする機能を有する。主幹電路３や分岐電路４は、導電性が良好な金属材料（例えば銅など）により形成された導電バーなどである。キャビネット５は、前面が開口した箱状に形成され内部に主幹ブレーカ２および分岐ブレーカ１を収納するボックスや、当該ボックスの前面開口を開閉するドアなどを備えている。なお、主幹ブレーカ２、主幹電路３、分岐電路４、およびキャビネット５については、従来周知のものを採用することができるから詳細な説明は省略する。

分岐ブレーカ１は、図１（ａ）に示すように、電力系統に接続される一次側端子部１０と電気機器（負荷）に接続される二次側端子部１１とを具備し開閉部１２を一次側端子部１０と二次側端子部１１との間に挿入する形で収納する器体１ａを備えている。一次側端子部１０は分岐電路４を接続可能な形に形成され、二次側端子部１１は負荷の電源線（図示せず）を接続可能な形に形成されている。これら一次側端子部１０および二次側端子部１１の構成は従来周知のものを適宜採用することができる。

開閉部１２は、器体１ａ対して固定的な固定接点と、当該固定接点に接離する可動接点とで構成される機械接点よりなる。例えば、開閉部１２の固定接点が二次側端子部１１に電気的に接続される一方で、可動接点が一次側端子部１０に電気的に接続されており、可動接点が固定接点に接触していれば（開閉部１２が閉じられていれば）、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路が閉じられた導通状態、可動接点が固定接点に接触していなければ（開閉部１２が開かれていれば）、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路が開かれた非導通状態となる。

また、分岐ブレーカ１は、開閉部１２の開閉を行う開閉機構部１４と、開閉機構部１４と機械的に連結された操作部１３および引外し部１５を備える。

操作部１３は、開閉部１２の開閉を手動操作により行うためのものであって、図２に示すように、器体１ａに変位自在、例えば開閉部１２を閉じる投入位置と開閉部１２を開く開放位置との間で回動自在に取り付けられた操作ハンドルよりなる。

開閉機構部１４は、例えば、開閉部１２の固定接点が固着された固定端子板や、開閉部１２の可動接点が固着された可動接触子、ばね材、係止部材などの種々の部材が機械的に結合されてなるものであって、操作部１３の操作に応じて開閉部１２の開閉を行う。具体的には、開閉機構部１４は、操作部１３が投入位置であれば開閉部１２を閉じ、操作部１３が開放位置であれば開閉部１２を開く。なお、このような開閉機構部１４としては従来周知のものを採用することができるから詳細な説明は省略する。

引外し部１５は、異常発生時に開閉部１２を強制的に釈放（開放）させるものであって、過負荷引外し装置１５ａと、短絡引外し装置１５ｂと、漏電引外し装置１５ｃとを備えている。

過負荷引外し装置１５ａは、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路に過負荷電流が流れた際に開閉部１２を釈放させるものであって、例えば、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路に挿入されるバイメタルにより構成されている。つまり、過負荷電流が流れてバイメタルの温度が所定値を越えて上昇した際にバイメタルが変形し、これがトリガとなって開閉部１２を強制的に釈放させる。

短絡引外し装置１５ｂは、一次側端子続部１０と二次側端子部１１との間の電路に短絡電流が流れた際に開閉部１２を釈放させるものである。短絡引外し装置１５ｂは、例えば、当該電路に挿入され短絡電流が流れた際に所定強度の電磁界を発生させるコイルと、コイル内の軸方向一端側に設けられた固定鉄芯、コイル内の軸方向他端側に軸方向にスライド移動自在に設けられた可動鉄芯（プランジャ）、固定鉄芯と可動鉄芯との間に介装されるコイルスプリングからなる復帰ばねなどを備えている。このものでは、コイルに短絡電流が流れた際に、可動鉄芯が固定鉄芯側に移動し、これによって、開閉部１２の可動接点を固定接点から引き外すように構成される。

漏電引外し装置１５ｃは、漏電が生じた際（不平衡電流が流れた際）に開閉部１２を釈放させるものであて、例えば、筒状のコイルボビン、コイルボビンの外周面に巻装されたコイル、コイルボビン内の軸方向一端側に設けられた固定鉄芯、コイルボビン内の軸方向他端側に軸方向にスライド移動自在に設けられた可動鉄芯（プランジャ）、固定鉄芯と可動鉄芯との間に介装されるコイルスプリングからなる復帰ばねなどを備えた電動トリップ装置よりなる。このものでは、コイルに通電することによって、可動鉄芯が固定鉄芯側に移動し、これによって、開閉部１２の可動接点を固定接点から引き外すように構成される。このような漏電引外し装置１５ｃは、漏電判断処理部１６によって制御される。

漏電判断処理部１６は、例えば、マイクロコンピュータ（マイクロコントローラ、略称としてマイコン、広義にはＣＰＵとも称される）であり、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより後述する種々の処理を実行する。この漏電判断処理部１６は、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路に不平衡電流が生じているか否かを検出する零相変流器ＺＣＴの検出出力に基づいて、漏電が生じているか否かを判定する処理を実行する。漏電判断処理部１６は、当該処理の結果、漏電が生じていると判定すれば、漏電引外し装置１５ｃを駆動して開閉部１２を釈放させる。

したがって、分岐ブレーカ１では、過負荷電流や短絡電流などの過電流や、漏電などの異常が発生した際に、開閉部１２が釈放されて、負荷への給電が停止される。なお、上述したような過負荷引外し装置１５ａ、短絡引外し装置１５ｂ、および漏電引外し装置１５ｃについては従来周知のものであるから詳細な説明は省略する。

ところで、分岐ブレーカ１には、検査手段が設けられている。当該検査手段は、一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路（換言すれば分岐ブレーカ１に対応する分岐電路４）に流れる電流を検出する電流検出部１７と、電流検出部１７の検出出力に基づいて分岐電路４の電流値を演算する演算処理部１８とを備えている。

電流検出部１７は、分岐ブレーカ１に対応する分岐電路４の電流値を検出するための電流センサであり、図３に示すように、プリント基板８に形成されている。

プリント基板８は、複数の絶縁板を積層してなる多層構造のもの（すなわち多層基板）である。このプリント基板８には、図３に示すように、プリント基板８を表裏に貫通する正円形状の開口８０が形成されており、当該開口８０には、一次側端子部１０と二次側端子部１１とを電気的に接続する導電部材Ｐが挿通される。すなわち、開口８０には一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路が挿通される。なお、プリント基板８は、多層基板ではなく両面基板であってもよい。

電流検出部１７は、開口８０の周縁を一周する方向を巻き軸方向とする形に形成されたトロイダルコイル１７０よりなり、電流の微分形を検出出力として出力する。このトロイダルコイル１７０は、プリント基板８の開口８０の周縁の表面側および裏面側それぞれに放射状（開口８０より離れる形）に配置された複数の放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂと、表面側の放射状ライン１７０Ａの端部と裏面側の放射状ライン１７０Ｂの端部とを電気的に接続するスルーホール８１内の貫通孔配線（図示せず）とにより形成されている。なお、図３では、表面側の放射状ライン１７０Ａを実線で示し、裏面側の放射状ライン１７０Ｂを破線で示す。

放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂは、導電性材料（例えば銅など）により直線状に形成された導体パターンよりなり、開口８０の周縁にその周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。これら放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂは、いずれも開口８０から離れる方向に延びており、かつその延長線（長手方向における延長線）が開口８０の中心を通らないように形成されている。すなわち、放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂの一端部と他端部の両端部は開口８０の中心を通る同一直線上に位置せず、また両端部それぞれと開口８０の中心との距離は異なる距離である。

また、表面側の複数の放射状ライン１７０Ａと、裏面側の複数の放射状ライン１７０Ｂとは、鏡面対称となる形に配置されており、放射状ライン１７０Ａの一端部と放射状ライン１７０Ｂの一端部、および放射状ライン１７０Ａの他端部と放射状ライン１７０Ｂの他端部それぞれは、プリント基板８に形成されたスルーホール８１の貫通孔配線（図示せず）により電気的に接続される。これによって、表面側の放射状ライン１７０Ａの一端部は隣の放射状ライン１７０Ａの他端部に裏面側の放射状ライン１７０Ｂを介して電気的に接続され、裏面側の放射状ライン１７０Ｂの一端部は隣の放射状ライン１７０Ｂの他端部に表面側の放射状ライン１７０Ａを介して電気的に接続される。このようにして放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂがスルーホール８１内の貫通孔配線によって交互に接続されていくことによって、開口８０の周縁を一周する方向を巻き軸方向とするトロイダルコイル１７０が形成される。

ところで、トロイダルコイル１７０の始端は演算処理部１８に電気的に接続され、末端はスルーホール８２内の貫通孔配線（図示せず）を介して戻し線路１７２（図３に一点破線で示す）の一端と接続されている。戻し線路１７２は、トロイダルコイル１７０の末端側からその内側を通って始端側へ至るようにプリント基板８の中層に形成されている。そして、戻し線路１７２の他端はスルーホール８２内の貫通孔配線（図示せず）を介して演算処理部１８に電気的に接続されている。図３に示す例では、演算処理部１８と電流検出部１７とはプリント基板８の導体パターンにより接続されている。

上述したように電流検出部１７は、プリント基板８に設けられ導電部材Ｐが挿通される開口８０の周縁の表面側および裏面側それぞれに放射状（開口８０より離れる形）に配置された複数の放射状ライン１７０Ａ，１７０Ｂと、表面側の放射状ライン１７０Ａの端部と裏面側の放射状ライン１７０Ｂの端部とを電気的に接続する上記貫通孔配線とにより、開口８０の周縁を一周する方向を巻き軸方向とする形に形成されたトロイダルコイル１７０よりなる。なお、図３では簡略化して示しているが、実際上、トロイダルコイル１７０は巻数が３０〜４０程度になるように形成される。また、図３に示すトロイダルコイル１７０はあくまでも一例であって、本実施形態における電流検出部１７を図示例に限定する趣旨ではなく、プリント基板８の導体パターンにより構成可能なものであればよい。

演算処理部１８は、図１（ａ）に示すように、電流値演算部１８０と、外部装置である検査装置６と通信を行うための通信部１８１と、これらを制御する制御部（以下、測定側制御部と称する）１８２と、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭよりなり種々のデータが記憶される記憶部１８３とを備えている。このような演算処理部１８は、電流検出部１７とともにプリント基板に設けられている。なお、演算処理部１８は、ディスクリート半導体などの必要な電子部品を個々にプリント基板に実装することで構成してもよいし、必要な電子部品をＩＣ化（集積化）したものであってもよい。

電流値演算部１８０は、電流検出部１７の検出出力に基づいて分岐電路４の電流値を演算するものであり、後述する測定開始信号を受け取った際に電流値の演算を開始し、電流値の演算が終了すると測定終了信号を測定側制御部１８２に出力する。

このような電流値演算部１８０は、電流検出部１７の検出出力を増幅する増幅部１８０ａと、微分形で出力される検出出力を積分して電流波形を示す信号を出力する積分部１８０ｂと、積分部１８０ｂで得られた電流波形の実効値を分岐電路４の電流値として演算する実効値演算部１８０ｃと、実効値演算部１８０ｃで演算された電流値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部１８０ｄと、Ａ／Ｄ変換部１８０ｄでデジタルデータに変換された電流値が測定データとして記憶されるメモリ部１８０ｅとを備えている。

通信部１８１は、後述するトリガ信号を受信するとトリガ受信信号を測定側制御部１８２に出力する処理を実行する。また、通信部１８１は、検査装置６より後述する検査日データを受け取ると当該検査日データを復号化（伝送路復号化）して測定側制御部１８２に出力する処理を実行する。さらに、通信部１８１は、後述する測定データ送信信号を受け取ると、電流値演算部１８０のメモリ部１８０ｅから測定データを取得し、当該測定データを符号化（伝送路符号化）して検査装置６に送信する処理を実行する。

測定側制御部１８２は、例えばメモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって種々の処理を行うマイクロコンピュータ（マイコン）よりなり、トリガ受信信号を受け取ると、前述の測定開始信号を電流値演算部１８０に出力する処理を実行する。また、測定側制御部１８２は、測定開始信号を出力した後に電流値演算部１８０より測定終了信号を受け取ると、前述の測定データ送信信号をデータ送信部１８１に出力する処理を実行する。さらに、測定側制御部１８２は、検査日データを受け取ると、記憶部１８３に検査日データを記憶させる処理を実行する。

上述したような分岐ブレーカ１の器体１ａには、検査装置６を接続するための接続端子部１９が備えられている。接続端子部１９は、通信部１８１に接続される通信端子１９ａと、測定側制御部１８２に接続され外部の電源装置より演算処理部１８駆動用の電力の供給を受けるための受電端子１９ｃとを有している。

次に、分岐ブレーカ１の検査に使用する検査装置６について説明する。検査装置６は、図１（ｂ）に示すように、検査を行う人が持ち運び可能な大きさに形成される器体６ａを備えている。当該器体６ａには、分岐ブレーカ１と通信するための通信部６０と、フラッシュメモリなどの書き換え可能な記憶装置よりなり測定データなどが記憶される記憶部６１と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの画像表示器よりなる表示部６２と、これらを制御する制御部（以下、検査側制御部と称する）６３と、検査装置６を操作するための操作部６４と、検査日を得るための時計部６５と、検査装置６と分岐ブレーカ１の演算処理部１８に電力を供給する電源装置である電源部６６とが収納されている。

通信部６０は、後述するトリガ送信信号を受け取った際に前述のトリガ信号を送信する処理を実行する。ここで、トリガ信号は、ハイ（例えば５Ｖ）とロウ（例えば０Ｖ）のデジタル形式の信号（例えば、“００００１０１０”の１バイトの信号）である。なお、トリガ信号はアナログ形式の信号であってもよいが、デジタル形式の信号のほうが一般にアナログ形式の信号よりもノイズに強いため、デジタル形式の信号を用いればノイズによる誤動作を防止できる。

また、通信部６０は、後述する検査日データ送信信号を受け取った際に検査日データを符号化（伝送路符号化）して送信する処理を実行する。ここで、検査日データは、検査側制御部６３が、時計部６５より得た日時（すなわち現在の日時）を元に作成するデータである。なお、検査日データは、日時ではなく、日を示すものであってもよい。

さらに、通信部６０は、分岐ブレーカ１から受け取った測定データを復号化（伝送路復号化）して検査側制御部６４に出力する処理を実行する。

検査側制御部６３は、例えばメモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって種々の処理を行うマイクロコンピュータ（マイコン）よりなり、操作部６４に設けられた検査開始釦（図示せず）が操作されると、前述のトリガ送信信号を通信部６０に出力する処理を実行する。検査側制御部６３は、トリガ送信信号を出力した後には、分岐ブレーカ１の応答（測定データ）を待ち受ける待機状態に移行する。当該待機状態は、分岐ブレーカ１から測定データを得たとき、あるいはトリガ送信信号の出力時にスタートさせたタイマのカウンタが所定値となったときに終了する。

ここで、タイマのカウンタが所定値になる前に測定データが得られた場合、検査側制御部６３は、前述の検査日データ送信信号を通信部６０に出力する処理を実行する。その後、検査側制御部６３は、測定データより得られる電流値と、検査日時とを表示部６２に表示させることで、検査情報を表示する処理を実行する。なお、表示部６２で表示する内容としては、測定データより得た電流値の他に、分岐電路４の電流の有無や、電流値に基づく電流レベル（どの程度の電流が流れているかを段階的に示す数値や、電流値の大きさによって”過大”などの警告を示す文字）などであってもよい。

一方、タイマのカウントが所定値になっても（すなわちトリガ信号の出力から所定時間経過しても）、分岐ブレーカ１から応答が得られない（測定データが得られない）場合には、検査側制御部６３は、異常が発生していると判断する。この場合、検査側制御部６３は、表示部６２に異常が発生している旨を表示させる処理（異常情報を表示する処理）を実行する。なお、異常検出の判断基準となる上記の所定時間は、分岐ブレーカ１での電流値の演算に必要な時間や分岐ブレーカ１と検査装置６との通信速度などに基づいて決定する。また、タイマのカウンタは、操作部６４の検査開始釦が操作された際や、測定データを受け取った際などに０にリセットされる。

電源部６６は、分岐ブレーカ１が接続されている電力系統とは電気的に独立な電源、例えば、一次電池である。

上述したような検査装置６の器体６ａには、分岐ブレーカ１を接続するための接続端子部６７が設けられている。接続端子部６７は、通信部６０に接続される通信端子６７ａと、電源部６６に接続され演算処理部１８に駆動用の電力を供給するための給電端子６７ｂとを有している。

そして、検査装置６は、接続線７により分岐ブレーカ１に接続される。接続線７は、分岐ブレーカ１の通信端子１９ａと検査装置６の通信端子６７ａとを接続する通信線７０と、分岐ブレーカ１の受電端子１９ｃと検査装置６の給電端子６７ｂとを接続する電源線７１とを有している。接続線７により検査装置６を分岐ブレーカ１に接続した際には、分岐ブレーカ１の通信部１８１と検査装置６の通信部６０とが通信線７０によって接続されて分岐ブレーカ１と検査装置６との間での通信が確立される。また、検査装置６の給電端子６７ｂは電源線７１によって分岐ブレーカ１の受電端子１９ｂに接続されるので、電源部６６から分岐ブレーカ１の演算処理部１８に電力が供給される。すなわち、分岐ブレーカ１の演算処理部１８は、分岐ブレーカ１が接続されている電力系統より電力供給を受けずに、分岐ブレーカ１が接続されている電力系統とは電気的に独立な電源部６６より電力供給を受ける。

次に検査時の動作について、分岐ブレーカ１については図４を、検査装置６については図５を参照して説明する。

検査装置６を用いて検査を行うにあたっては、まず、検査装置６と分岐ブレーカ１とを接続線７により接続する。これによって、分岐ブレーカ１の通信端子１９ａと検査装置６の通信端子６７ａが通信線７０により接続されて、分岐ブレーカ１と検査装置６との間で通信が可能になる。また、電源部６６が演算処理部１８に接続されるから、分岐ブレーカ１の演算処理部１８が起動される。

演算処理部１８に電力が供給されて起動されると、演算処理部１８では通信部１８１でトリガ信号を受信したか否かの判定が行われる（ステップＳ１１）。トリガ信号を受信した場合には、通信部１８１は測定側制御部１８２にトリガ受信信号を出力し、トリガ受信信号を受け取った測定側制御部１８２は電流値演算部１８０に測定開始信号を出力し、電流値演算部１８０で電流値の演算が開始される（ステップＳ１３）。電流値演算部１８０は、電流値の演算が終了すると電流値を測定データとしてメモリ部１８０ｅに記憶して、測定終了信号を測定側制御部１８２に出力する（ステップＳ１４）。測定終了信号を受け取った測定側制御部１８２は、通信部１８１に測定データ送信信号を出力し、通信部１８１は、メモリ部１８０ｅから測定データを取得して検査装置６に送信する（ステップＳ１４）。

その後、検査装置６より検査日データが得られるまで待機状態となり（ステップＳ１５，Ｓ１６）、通信部１８１は検査日データを受信すると（ステップＳ１６のＹｅｓ）、測定側制御部１８２に検査日データを出力し、測定側制御部１８２は、検査日データを受け取ると、検査日データと測定データとを相互に関連付けて記憶部１８３に記憶させ（ステップＳ１７）、これによって一連の動作が終了する。

一方、検査装置６では、操作部６４の検査開始釦が操作されたか否かの判定が行われる（ステップ２１）。検査者が検査開始釦を操作した場合には、検査側制御部６３は、通信部６０にトリガ送信信号を出力し、トリガ送信信号を受け取った通信部６０は、トリガ信号を送信する（ステップＳ２２）。また、検査側制御部６３は、トリガ送信信号を出力したときから分岐ブレーカ１の応答（測定データ）を待ち受ける待機状態に移行するとともに（ステップＳ２３）、タイマをスタートさせる（ステップＳ２４）。

そして、所定時間が経過する前に、測定データが得られた場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、検査側制御部６３は、通信部６０に検査日データ送信信号を出力し、検査日データ送信信号を受け取った通信部６０は、検査日データを分岐ブレーカ１に送信する（ステップＳ２６）。その後、検査側制御部６３は、測定データより得られる電流値と、検査日時とを表示部６２に表示させることで、検査情報を表示し（ステップＳ２７）、これによって一連の動作が終了する。

ところで、ステップＳ２４の後に、測定データが得られないまま所定時間が経過した場合には（ステップＳ２８のＹｅｓ）、検査側制御部６３は、異常が発生していると判断して、表示部６２に異常が発生している旨を表示させることで、異常情報を表示し（ステップＳ２９）、これによって一連の動作が終了する。

以上述べた分岐ブレーカ１によれば、演算処理部１８は、一次側端子部１０が接続される電力系統とは電気的に独立な電源部６６から電力供給を受けるので、当該電力系統から電力供給を受ける場合とは異なり、雷サージや種々の原因によって電力系統に異常電圧が発生したときでも、このような異常電圧に起因して誤動作したり故障したりすることがないから、電力系統に異常が発生しても正確な電流測定を行うことができる。

また、電流検出部１７および演算処理部１８を同じプリント基板８に設けているので、開閉部１２や、開閉機構部１４、引外し部１５などによって利用できるスペースが狭くなっている器体１ａ内でも、電流検出部１７と演算処理部１８とを効率的に配置できるから、小型化を図ることができる。また、電流検出部１７と演算処理部１８とをプリント基板８の導体パターンにより接続することができるから、電線（信号線）を用いて電流検出部１７と演算処理部１８とを接続する場合に比べれば、断線などの不具合が製造時に生じることを抑制することができる。さらに、電流検出部１７は、空芯のトロイダルコイルであるから、鉄芯（磁気コア）がないため小型化、および軽量化を図ることができ、しかも鉄芯による飽和がないという利点があり、これによりダイナミックレンジが広く、大電流を検出できる電流センサを得ることが可能になる。

ところで、上述した電流値演算部１８０では、電流検出部１７の検出出力から電流波形を示す電圧信号を得、この電流波形の実効値を分岐電路４の電流値として演算するが、この演算結果と実際の分岐電路４の電流値との間に誤差が生じることは少なくない。

そこで、電流値演算部１８０は、このような誤差を無くすために、実効値演算部１８０ｃの演算結果を実際の分岐電路４の電流値に補正する機能を有していてもよい。

例えば、電流値演算部１８０は、電流検出部１７の検出出力に基づいて算出された上記電路（一次側端子部１０と二次側端子部１１との間の電路）の電流値（実効値演算部１８０ｃで演算された電流値）を実際の値（実際の分岐電路４の電流値）に補正する補正値が記憶された補正値用記憶部（図示せず）と、補正値用記憶部の補正値を用いて実効値演算部１８０ｃで演算された電流値（測定データ）を補正する電流値補正部（図示せず）とを備えるものとすることができる。なお、当然ながら、データ送信部１８１は、補正後の測定データを検査装置６に送信する。

このようにすれば、製品毎に、電流検出部１７の特性などにばらつきがあっても、このようなばらつきによって製品毎に電流値が異なって検出精度がばらついてしまうことを防止できる。なお、補正値用記憶部に記憶させる補正値は、基準となる電流検出器により得た分岐電路４の電流値と、分岐ブレーカ１より得られる電流値とに基づいて求めればよい。

また、図２に示す分電盤ＳＢは、主幹ブレーカ２と、主幹ブレーカ２の二次側に接続された主幹電路３から分岐して電気機器に電力を供給する分岐電路４にそれぞれ設けられた複数の分岐ブレーカ１とを備えている。分岐ブレーカ１は、分岐電路４に流れる電流を検出する機能を備えているので、分電盤ＳＢにおいて、過負荷電流や短絡電流などの過電流、あるいは漏電などの異常が発生した箇所を容易に特定することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態の分岐ブレーカのブロック図、（ｂ）は検査装置のブロック図である。同上の分岐ブレーカを用いた分電盤のブロック図である。電流検出部および演算処理部の説明図である。分岐ブレーカの動作のフローチャートである。検査装置の動作のフローチャートである。

符号の説明

１分岐ブレーカ
１ａ器体
６検査装置（外部装置）
８プリント基板
１０一次側端子部
１１二次側端子部
１２開閉部
１３操作部
１４開閉機構部
１５引外し部
１７電流検出部
１８演算処理部
６６電源部（電源装置）
１７０トロイダルコイル
１７０Ａ，１７０Ｂ放射状ライン
１８０電流値演算部
１８１通信部

Claims

電力系統に接続される一次側端子部と負荷に接続される二次側端子部とを具備し開閉部を一次側端子部と二次側端子部との間に挿入する形で収納する器体と、器体に露設される手動操作用の操作部と、操作部の操作に応じて開閉部を開閉する開閉機構部と、異常発生時に開閉部を釈放させる引外し部と、一次側端子部と二次側端子部との間の電路に流れる電流を検出する電流検出部と、当該電流検出部の検出出力に基づいて上記電路の電流値を演算する電流値演算部および当該電流値演算部の演算結果を外部装置に送信する送信部を有する演算処理部とを備え、
演算処理部は、上記電力系統とは電気的に独立な電源装置から電力供給を受けることを特徴とする回路遮断器。
上記電流検出部は、プリント基板に設けられ上記電路が挿通される開口の周縁の表面側および裏面側それぞれに放射状に配置された複数の放射状ラインと、プリント基板の表面側の放射状ラインの端部とプリント基板の裏面側の放射状ラインの端部とを電気的に接続する貫通孔配線とにより、開口の周縁を一周する方向を巻き軸方向とする形に形成されたトロイダルコイルよりなり、
上記演算処理部は、当該プリント基板に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
上記電流値演算部は、上記電流検出部の検出出力に基づいて演算された上記電路の電流値と実際の電流値との誤差を無くすための補正値が記憶された補正値記憶部と、当該補正値記憶部に記憶された補正値を用いて上記電路の電流値を補正する電流値補正部とを有し、電流値補正部により補正された上記電路の電流値を演算結果として出力することを特徴とする請求項１または２記載の回路遮断器。
主幹ブレーカと、主幹ブレーカの二次側に接続された主幹電路から分岐して電気機器に電力を供給する分岐電路にそれぞれ設けられた複数の分岐ブレーカとを備える分電盤であって、分岐ブレーカは、請求項１〜３のうちいずれか１項記載の回路遮断器であることを特徴とする分電盤。