JP5922423B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は回路遮断器に関し、特に単相３線式電路に対して使用され且つ電路電流を計測する機能を備えた回路遮断器に関する。

従来より電流計測機能を備えた回路遮断器がある。例えば、特許文献１では電路電流を計測するためにホール素子を備えたユニットを回路遮断器に装着して電流値情報を外部に出力可能としている。また、回路遮断器とは独立させて分電盤内に個々の回路遮断器に対応させた複数の変流器を配置して、検出した電流情報を集約してデータ処理する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
このように個々の回路遮断器に電流計測機能を設ければ、住戸全体の電力使用量を詳細に管理することが可能となるため、今後普及することが考えられる。特に、太陽光発電設備等の発電設備を備えた住宅においては、住宅の省電力化を進める上で個々の電力設備を管理することは必要であり、今後の普及が考えらる。

特表２００８−５４７１５５号公報 特開２００８−１３６２８２号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術は、回路遮断器とは独立したケースに電流検出回路を組み込んだ構成であり、既存の分電盤内に組み込むことができない。また特許文献２の技術は、回路遮断器の設置数に合わせて電流センサを設置しなければならないため、作業が面倒であったし配線の接続作業が厄介であった。
そのため、電流センサを回路遮断器に内蔵させれば、既存の分電盤を大きく変更することなく使用することができるし、個々の回路遮断器に設けた計測端子にコードを接続するだけで個々の分岐電路の電流を計測できるため望ましいが、近年の回路遮断器は小型化（特に薄型化）が進んでいるため、電流計測機能を回路遮断器に内蔵するのは難しい。

特に単相３線式の電路に使用される回路遮断器の場合、分電盤内に３本の電路が配設されて、そのうち２線を選択して接続する構成であるため、接続する線に合わせて接続端子位置を変更できる複雑な構成の回路遮断器を用意する必要がある。そのため、電流計測機能を具備させることは更に部品点数を増やしコスト増を招くものであった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、１つの電流センサを内蔵するだけで電圧線の選択によらず電路電流を計測可能とした単相３線式電路に使用する１００Ｖ対応の回路遮断器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、中性線と２本の電圧線から成る単相３線の電路のうち、中性線及び何れか一方の電圧線に接続して１００Ｖを供給する分岐電路を形成し、前記分岐電路に過電流が流れたら分岐電路を遮断する回路遮断器であって、電源側端子及び負荷側端子のうち、少なくとも電源側端子は単相３線式電路の３極に対応する３端子を備えると共に、分岐電路の電流を計測する電流センサ、及び検出した電流情報を外部に出力する計測端子を備え、前記電流センサが前記分岐電路の中性線側の電路に対して設置されたことを特徴とする。
この構成によれば、電源側端子は３端子で構成されるため、使用する電圧線に拘わらず回路遮断器のケースは１種類で対応できる。そして、電流センサは中性線と２本の電圧線のうちの一方の電圧線とで構成される分岐電路のうち必ず接続される中性線側で電流を計測するため、接続する電圧線が変更されても１つの電流センサを移動することなく対応でき、最小限のコスト増で済む。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、３端子で構成された前記端子の電圧線を接続する２端子は、一つの端子金具を前記２端子間で移動可能とし、接続する電圧線に対応する端子のみ端子金具を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、電源側端子の２つの電圧端子に対して端子金具が１つであっても、接続する電圧線に応じて端子金具の位置を変更して対応するため、部材を削減できる。

本発明によれば、電流センサは中性線と一方の電圧線で構成される分岐電路のうち必ず使用される中性線側で電流を計測するため、接続する電圧線が変更されても電流センサを移動することなく対応でき、最小限のコスト増で済む。

本発明に係る回路遮断器の一例を示し、ケースを開けた状態の側面説明図である。 回路遮断器に組み込まれた電流計測のための回路図である。 端子配列を変えた回路遮断器の他の例を示し、ケースを開けた状態の側面説明図である。 端子配列を変えた回路遮断器の他の例を示し、ケースを開けた状態の側面説明図である。

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は本発明に係る回路遮断器の一例を示す説明図であり、回路遮断器のケースを開けた状態の側面図を示している。図１において、１は電源側端子、２は負荷側端子、３は電源側端子１から負荷側端子３に至る電路を開閉操作するための操作ハンドル、４は短絡電流等の電路異常を検知するための可動電磁片、５は過電流を検知するためのバイメタル片、６は電路の開閉接点６ａを内蔵した開閉機構部であり、操作ハンドル３は回路遮断器ケース１０の上面に配置され、電源側端子１は背面に形成され、負荷側端子２は前面に形成されている。

この回路遮断器は、中性線Ｎと２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２で構成される単相３線式電路に対して使用されるもので、中性線Ｎと２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２のうちの１本に接続して１００Ｖ電圧を分岐して出力する。そのため、電源側端子１及び負荷側端子２は、中性極端子１ａ，２ａ、第１電圧極端子１ｂ，２ｂ、第２電圧極端子１ｃ，２ｃの３端子をそれぞれ備えている。但し、後述するように常時接続する中性極端子１ａ，２ａと、使用する一方の電圧極端子とに端子金具１１，１２を備えた構造となっている。

そして、７はホール素子、８は変流器であり、何れも回路遮断器が形成する分岐電路の電流を計測するよう設けられている。また、９はホール素子７及び変流器８が計測した電流情報を外部に出力する計測端子である。
また、電源側端子１は上から中性線に接続する中性極端子１ａ、第１電圧線に接続する第１電圧極端子１ｂ、第２電圧線に接続する第２電圧極端子１ｃの順に配列されている。負荷側端子２は、上から第１電圧極端子２ｂ、中性極端子２ａ、第２電圧極端子２ｃの順に配列されている。

そして、電源側端子１の中性極端子１ａ及び一方の電圧極端子（ここでは第１電圧極端子１ｂ）に端子金具１１がそれぞれ配置され、負荷側端子２の中性極端子２ａ及び一方の電圧極端子（ここでは第１電圧極端子２ｂ）に端子金具１２がそれぞれ配置されている。
この電圧極端子に組み付けられた端子金具１１，１２は、それぞれ２つの端子間（電源側の第１電圧極端子１ｂと第２電圧極端子１ｃの間、及び負荷側の第１電圧極端子２ｂと第２電圧極端子２ｃの間）で移動可能となっており、回路遮断器を接続する電圧線に合わせて一方の端子に配置され、同一のケース１０を使用して対応できるよう構成されている。図１では、第１電圧線Ｌ１に接続されるため、第１電圧極端子１ｂ，２ｂが使用され、この端子に端子金具１１，１２が配置されている。

図２は、回路遮断器に組み込まれた電流計測回路の回路図を示している。上述したように、中性線Ｎと２本の電圧線Ｌ（第１電圧線Ｌ１，第２電圧線Ｌ２）のうち第１電圧線Ｌ１に接続した場合を示している。よって、回路遮断器により分岐される分岐電路１３は、中性線Ｎと電圧線Ｌ１とで構成されている。
そして、分岐電路１３のうち中性線Ｎ上に、ホール素子７を備えた第１電流センサ１５、及び変流器８を使用した第２電流センサ１６が設けられている。また、１７は計測端子９に接続されて電流センサ１５，１６の計測情報を基に電流値を演算して記録等行う外部の電力計測ユニットを示している。２種類の電流センサ１５，１６を設けることで、電路電流の高精度な計測を可能としている。

ホール素子７を有する第１電流センサ１５は、電路１３のうちの中性線Ｎを挟むようにコ字状（或いはＣ字状）のフェライトコア１４を配置し、そのギャップにホール素子７（図１に示す）を配置して構成されている。ホール素子はホールＩＣ１５に組み込まれ、計測端子９に電線で接続され、電力計測ユニット１７から必要な電源の供給を受けて、計測した電流情報を出力している。

一方、変流器８を使用した第２電流センサ１６は、変流器８の鉄心に電路１３のうちの中性線Ｎが挿通され、二次巻き線が計測端子９に電線を介して接続されている。尚、図１では、ホール素子７（ホールＩＣ１５）から計測端子９に至る配線、変流器８から計測端子９に至る配線は何れも省略してある。尚、変流器８に挿通される中性線Ｎは銅バー２０で形成されている。

このように、電流センサ１５，１６は中性線Ｎと２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２のうちの一方の電圧線で構成される分岐電路１３のうち中性線Ｎ側の電流を計測するため、接続する電圧線が変更されても電流センサ１５，１６を移動することなく対応でき、最小限のコスト増で済む。
また、電源側端子１は３端子で構成されるため、使用する電圧線Ｌに拘わらず回路遮断器のケース１０は１種類で対応できる。そして、電源側端子１の２つの電圧極端子１ｂ，１ｃに対して端子金具１１が１であっても、接続する電圧線ｌに応じて端子金具１１の位置を変更して対応するため、部材を削減できる。

尚、上記実施形態では、負荷側端子２の配置を上から順に第１電圧極端子２ｂ、中性極端子２ａ、第２電圧極端子２ｃとしたが、この順番は任意であり変更しても良く、図３，図４は変更した例を示している。図３では、中性極端子２ａの位置を変えず、第１電圧極端子２ｂを最下部に配置している。また図４では、電源側の接続を第１電圧極端子１ｂから第２電圧極端子１ｃに変更した場合を示し、負荷側端子２は図３と同様に最上部を第２電圧極端子２ｃとした場合を示している。
更に、負荷側端子２を電源側端子１に合わせて３端子としているが、２端子としても良く、この場合は端子金具１２の変更は無くなる。
また、変流器８は分岐電路１３の電流を計測するために組み込まれているが、電路電流はホール素子７のみで計測しても良い。その場合、分岐電路１３を構成する全ての電線を変流器８に通せば、漏電を検出する零相変流器として使用できる。

１・・電源側端子、２・・負荷側端子、７・・ホール素子、８・・変流器、９・・計測端子、１１，１２・・端子金具、１３・・分岐電路、１５・・第１電流センサ、１６・・第２電流センサ。

Claims (2)

1. 中性線と２本の電圧線から成る単相３線の電路のうち、中性線及び何れか一方の電圧線に接続して１００Ｖを供給する分岐電路を形成し、前記分岐電路に過電流が流れたら分岐電路を遮断する回路遮断器であって、
   電源側端子及び負荷側端子のうち、少なくとも電源側端子は単相３線式電路の３極に対応する３端子を備えると共に、分岐電路の電流を計測する電流センサ、及び検出した電流情報を外部に出力する計測端子を備え、
   前記電流センサが前記分岐電路の中性線側の電路に対して設置されたことを特徴とする回路遮断器。
2. ３端子で構成された前記端子の電圧線を接続する２端子は、一つの端子金具を前記２端子間で移動可能とし、接続する電圧線に対応する端子のみ端子金具を備えたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。

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