JP6074838B2

JP6074838B2 - Ｐｌｃ装置および分電盤

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Publication number: JP6074838B2
Application number: JP2012200762A
Authority: JP
Inventors: 傘谷　正人; 正人傘谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014057213A; WO2014041751A1

Description

本発明は、通信機能を有する電力メータと電力線通信を行うＰＬＣ装置および分電盤に関する。

電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）を用いた従来のシステムとして、特許文献１には、通信機能を有する電力メータから電力線通信によって電力線通信信号（以下「ＰＬＣ信号」という）を受信する端末を用いたシステムが知られている。

特許文献１に記載された端末は、電力線通信の通信モジュールから構成されており、電力線通信によって電力メータから受信したＰＬＣ信号を、宅内の電気機器を集中制御する情報盤に送信する。端末と情報盤との間には制御線が接続されており、ＰＬＣ信号は制御線を介して端末から情報盤へ送信される。

特開２０１０−４３８９号公報

特許文献１に記載された従来のシステムでは、通信機能を有する電力メータが分電盤の施工時において既に採用されているから、電力線通信によって電力メータからＰＬＣ信号を受信する端末（ＰＬＣ装置）の設置スペースが分電盤内において確保されている。

しかしながら、通信機能を有する電力メータが分電盤の施工後に採用された場合、上記端末の設置スペースを考慮して特許文献１に記載されたシステムを新たに施工することは、これまでの設備が無駄になり、かつ、施工コストも高くなるという問題があった。

一方、これまでの設備に上記端末を追加しようとしても、分電盤によっては、ＰＬＣ装置を設置するためのスペースが十分ではなかった。

また、特許文献１に記載されたシステムでは、制御線を用いて端末から情報盤へ信号を送信するため、通信機能を有する電力メータが分電盤の施工後に採用された場合、分電盤の施工後に制御線を新たに設ける必要がある。

しかしながら、既に施工を行っている状態において制御線を新たに追加することは容易ではなく、コストも高くなる。

本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、通信機能を有する電力メータを分電盤の施工後に採用した場合であっても、分電盤内に簡単に取り付けることができるＰＬＣ装置および分電盤を提供することにある。

本発明のＰＬＣ装置は、通信機能を有する電力メータから電力線通信によって受信した
電力線通信信号を、無線通信によって所定装置へ送信するための無線信号に変換する本体
部と、前記本体部と一体に設けられ当該本体部を分電盤の内器に取り付けるための取付部
とを備え、前記取付部は、前記内器として前記分電盤内に設けられた主幹ブレーカにおい
て、導電バーが接続される二次側とは異なる一次側に着脱自在に取り付けられ、前記取付部は、各々が貫通孔を有する複数の接続端子を含み、前記複数の接続端子の各々は、端子ねじが前記貫通孔に挿通され前記主幹ブレーカの一次側端子のねじ孔に螺合されることにより、前記一次側端子に直接接続されることを特徴とする。

本発明の分電盤は、前記ＰＬＣ装置と、前記主幹ブレーカと、複数の分岐ブレーカと、前記ＰＬＣ装置、前記主幹ブレーカおよび前記複数の分岐ブレーカが収納される筐体とを備えることを特徴とする。

本発明では、電力線通信の機能を有するＰＬＣ装置に、本体部を分電盤の内器に取り付けるための取付部を備えることによって、分電盤内に簡単に取り付けることができる。これにより、分電盤の施工後に、通信機能を有しない電力メータから通信機能を有する電力メータに変更された場合に、通信機能を有する電力メータと所定装置との間の情報の授受に対して簡単に対応することができる。

実施形態１に係るＰＬＣ装置の概略図である。実施形態１に係る分電盤内の配置図である。実施形態１に係るＰＬＣ装置の構成を示すブロック図である。実施形態２に係る分電盤内の配置図である。

（実施形態１）
実施形態１に係るＰＬＣ装置（ＰＬＣモジュール）１は、図１に示すように、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）および無線通信の各機能を有する本体部１１を備えている。また、ＰＬＣ装置１は、ＰＬＣ装置１（本体部１１）を分電盤２（図２参照）の内器に取り付けるための取付部１２を備えている。本実施形態では、分電盤２の内器としての主幹ブレーカ３にＰＬＣ装置１が取り付けられる場合について説明する。なお、本実施形態では、戸建住宅の場合について説明するが、戸建住宅に限らず、例えば集合住宅の各住戸や事務所、工場などであってもよい。

まず、分電盤２について図２を用いて説明する。分電盤２は、ＰＬＣ装置１が収納される筐体２１と、筐体２１に被着される蓋体（図示せず）とを備えている。また、分電盤２は、筐体２１に収納される内器として、ＰＬＣ装置１と、主幹ブレーカ３と、複数の分岐ブレーカ４と、主幹ブレーカ３の一次側に設けられた電流制限器５とを備えている。

主幹ブレーカ３は、低圧配電線の電圧極に接続される２つの電源側端子３１１，３１３と、低圧配電線の中性極に接続される電源側端子３１２とを備えている。また、主幹ブレーカ３は、電源側端子３１１，３１３に各別に対応して電圧極となる２つの負荷側端子３２１，３２３と、電源側端子３１２に対応して中性極となる負荷側端子３２２とを備えている。さらに、主幹ブレーカ３は、電源側端子３１１〜３１３とそれぞれ対応する負荷側端子３２１〜３２３との間の通電をオンオフする開閉機構（図示せず）を内部に備えており、当該開閉機構のオンオフ操作用のハンドル３３が前面に露設されている。また、主幹ブレーカ３は、電源側端子３１１〜３１３とそれぞれ対応する負荷側端子３２１〜３２３との間に過電流（過負荷電流や短絡電流）が流れたり、漏電電流が生じたりした際（つまり異常電流が発生した際）に、電源側端子３１１〜３１３とそれぞれ対応する負荷側端子３２１〜３２３との間を遮断し、かつ、ハンドル３３をオフ側に位置させる回路遮断機能を有している。

３つの電源側端子３１１〜３１３は、主幹ブレーカ３の上側において水平方向に並んで設けられている。電源側端子３１１、電源側端子３１２、電源側端子３１３の順に並んでいる。各電源側端子３１１〜３１３は、導電材料からなり、各電源側端子３１１〜３１３には、端子ねじ３１４によって電力線２２（２２１〜２２３）が接続される。

各分岐ブレーカ４は、導電バー４１１〜４１３に対する電源側接続部（図示せず）のプラグイン接続によって、導電バー４１１〜４１３に電気的に接続されている。分岐ブレーカ４の内部には、電源側接続部と負荷側接続部４２との間の通電をオンオフする開閉機構（図示せず）が収納されている。また、分岐ブレーカ４は、電源側接続部と負荷側接続部４２との間に過電流が流れたり、漏電が生じたりした際（つまり異常時）に、電源側接続部と負荷側接続部４２との間を遮断する回路遮断機能を有している。なお、導電バー４１１〜４１３には、電源送り端子４１４〜４１６が設けられている。

なお、図示しないが、分電盤２は、系統連系用の連系ブレーカを内器として主幹ブレーカ３の一次側（電源側）に備えてもよい。連系ブレーカとしては、例えば太陽光発電のための太陽光発電用連系ブレーカ、燃料電池のための燃料電池用連系ブレーカ、蓄電池のための蓄電池用連系ブレーカ、電気自動車用バッテリのためのバッテリ用連系ブレーカなどがある。

続いて、ＰＬＣ装置１の構成について説明する。図１に示すように、ＰＬＣ装置１は、ＰＬＣ信号と無線信号との間で信号変換する本体部１１と、ＰＬＣ装置１を分電盤２の内器に取り付けるための取付部１２とを備えている。本体部１１は、電力メータ６から電力線通信によって受信したＰＬＣ信号を無線信号に変換し、この無線信号を無線通信によって機器管理装置７へ送信する。また、本体部１１は、機器管理装置７から無線通信によって受信した無線信号をＰＬＣ信号に変換し、このＰＬＣ信号を電力線通信によって電力メータ６に送信する。ＰＬＣ信号は、図１の破線のような経路でＰＬＣ装置１の本体部１１と電力メータ６との間で伝送される。

電力メータ６は、通信機能を有する電子式電力メータいわゆるスマートメータである。この電力メータ６は、電力会社（供給会社・資源供給事業者）が電力料金を徴収するために需要家に設置されており、電力会社から供給される電力の需要家での総電力使用量を計測し、この総電力使用量を含む検針情報を電力会社側に送信する。図示しないが、電力メータ６は、電力使用量を計測する計測機能を有する計測ユニットと、他の機器と通信する通信機能を有する通信ユニットとを備えている。

ＰＬＣ装置１からの無線信号の送信先となる機器管理装置７は、住戸内の複数の負荷機器（図示せず）を管理する装置（コントローラ）である。この機器管理装置７は、各負荷機器の動作を制御したり、各負荷機器の電力使用を管理したりする。機器管理装置７と複数の負荷機器とで、需要家側のネットワークとしてのＨＥＭＳ（Home Energy Management System）ネットワークを構築する。負荷機器は、電力を消費して動作する電気機器である。負荷機器としては、例えば家電機器や設備機器などがある。家電機器としては、テレビ、オーディオ機器または冷蔵庫などがある。設備機器としては、空調機器（空調設備）または照明機器（照明設備）などがある。

本体部１１で変換される無線信号は、例えば９２０ＭＨｚ帯特定小電力無線や無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの規格に従ってＰＬＣ装置１と機器管理装置７との間で送受信される。

本体部１１は、ＰＬＣ信号と無線信号との間で信号変換するメディアコンバータ機能を有している。この本体部１１は、図３に示すように、電力メータ６（図１参照）と電力線通信を行う通信回路１１１を備えている。通信回路１１１は、電力線２２上の交流電力に重畳されたＰＬＣ信号を受信する受信機能と、電力線２２上の交流電力に重畳させてＰＬＣ信号を送信する送信機能とを有している。また、本体部１１は、通信回路１１１で受信されたＰＬＣ信号を復調してデジタル信号からなるデータを取り出す復調回路１１２と、通信回路１１１から送信するデータを変調する変調回路１１３とを備えている。さらに、本体部１１は、機器管理装置７と無線通信を行う無線通信部１１４を備えている。無線通信部１１４は、無線信号を機器管理装置７に送信する送信機能と、機器管理装置７から無線信号を受信する受信機能とを有している。さらに、本体部１１は、復調回路１１２、変調回路１１３および無線通信部１１４を制御するモデム部１１５と、搬送波を得るための発信器１１６とを備えている。モデム部１１５は、無線通信部１１４に対して、復調回路１１２で復調されたデータを取り込んで無線通信の規格に沿って機器管理装置７に無線信号を送信させる。また、モデム部１１５は、無線通信部１１４で受信された無線信号をＰＬＣ信号に変調させるように変調回路１１３を制御する。さらに、モデム部１１５は、電力線通信に必要な諸設定データなどを記憶するメモリ部（図示せず）を備えている。また、本体部１１は、ＰＬＣ装置１内の回路へ動作電源を供給するための電源部１１７を備えている。電源部１１７は、電力線２２から得る商用交流電源を直流電源に変換するためのＡＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を含んでいる。また、電源部１１７の出力側には二次電池１１８が接続されている。通常時には電源部１１７の出力を動作電源として用い、かつ、二次電池１１８を充電する。停電時には二次電池１１８を動作電源として用いる。

また、本体部１１は、主幹ブレーカ３を擬似的に漏電遮断させる主幹ブレーカ遮断機能を有している。本体部１１は、主幹ブレーカ３を擬似的に漏電遮断させる遮断部１１９を備えている。遮断部１１９は、電力メータ６によって主幹ブレーカ３を遮断させる遮断機能に代えて、主幹ブレーカ３を遮断させる。

図１に示す取付部１２は、分電盤２の内器としての主幹ブレーカ３に着脱自在に取り付けられる。この取付部１２は、導電材料からなる複数（図示例では２つ）の接続端子１２１，１２２を備えており、本体部１１に一体に設けられている。各接続端子１２１，１２２には、貫通孔１２３，１２４が形成されている。貫通孔１２３は、接続端子１２１を電源側端子３１１に機械的かつ電気的に接続させるために用いられる。貫通孔１２４は、接続端子１２２を電源側端子３１３に機械的かつ電気的に接続させるために用いられる。このような取付部１２によって、図１の一点鎖線のように、接続端子１２１が電源側端子３１１に直接接続され、接続端子１２２が電源側端子３１３に直接接続される。これにより、図２に示すように、ＰＬＣ装置１（本体部１１）は主幹ブレーカ３に隣接して取り付けられる。

また、取付部１２は、図１に示すように、上下方向の両端に１組の取付孔１２５，１２６が形成されている。これらの取付孔１２５，１２６は、分電盤２の筐体２１（図２参照）に対してＰＬＣ装置１を固定するために用いられる。これにより、ＰＬＣ装置１を分電盤２内で固定することができる。

次に、本実施形態に係るＰＬＣ装置１の取付方法について図１を用いて説明する。ここでは、既に分電盤２が住戸に施工された状態、すなわち、主幹ブレーカ３と複数の分岐ブレーカ４と電流制限器５とが内器として筐体２１に収納されている状態において、ＰＬＣ装置１を分電盤２内に追加する場合について説明する。

まず、施工者は主幹ブレーカ３の各電源側端子３１１，３１３の端子ねじ３１４を外す。その後、施工者は、ＰＬＣ装置１の接続端子１２１の貫通孔１２３が電源側端子３１１のねじ孔（図示せず）と重なるように接続端子１２１と電源側端子３１１との位置合わせを行う。同様に、施工者は、接続端子１２２の貫通孔１２４が電源側端子３１３のねじ孔（図示せず）と重なるように接続端子１２２と電源側端子３１３との位置合わせを行う。その後、施工者は、端子ねじ３１４を貫通孔１２３，１２４に挿通して電力線２２を挟持しながらねじ孔に螺合させる。また、施工者は、ＰＬＣ装置１の取付孔１２５，１２６に挿通された取付ねじ（図示せず）を用いてＰＬＣ装置１を分電盤２に固定する。

以上説明した本実施形態のＰＬＣ装置１は、本体部１１を主幹ブレーカ３のような内器に取り付けるための取付部１２を備える。これにより、通信機能を有しない電力メータ（図示せず）から通信機能を有する電力メータ６に変更された場合に、電力メータ６と機器管理装置７との間を中継することができ、電力メータ６と機器管理装置７との間の通信に簡単に対応することができる。すなわち、既設の分電盤２であっても簡単な施工でＰＬＣ装置１を分電盤２内に追加することができ、通信機能を有する電力メータ６と通信することができる。この際に、省スペースでＰＬＣ装置１を分電盤２内に設置することができる。

また、本実施形態のＰＬＣ装置１では、取付部１２が分電盤２の内器としての主幹ブレーカ３に着脱自在に取り付けられる。これにより、通信機能を有しない電力メータから通信機能を有する電力メータ６に変更された場合に、電力メータ６と機器管理装置７との間の通信により簡単に対応することができる。

さらに、本実施形態のＰＬＣ装置１では、取付部１２の接続端子１２１，１２２が主幹ブレーカ３の電源側端子（一次側端子）３１１，３１３に直接接続される。これにより、ＰＬＣ装置１の固定とＰＬＣ装置１の電気的接続とを同時に行うことができるので、分電盤２へのＰＬＣ装置１の施工が簡単となる。

また、電力メータ６と機器管理装置７との間の通信が、電力線２２を用いた電力線通信であるため、電力線２２とは別に通信線を施工する必要がない。

（実施形態２）
実施形態２に係るＰＬＣ装置１は、図４に示すように、主幹ブレーカ３の電源側（一次側）に設置された内器である端子台８に接続されている点で、実施形態１に係るＰＬＣ装置１（図２参照）と相違する。なお、実施形態１のＰＬＣ装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の端子台８は、主幹ブレーカ３の電源側に設置された内器として分電盤２内に収納されている。この端子台８は、３組（６つ）の送り端子８１１〜８１６を備えた一次送り端子台である。また、端子台８には、ＰＬＣ装置１およびブレーカ９の各々と電気的に接続するための接続部（図示せず）を備えている。端子台８に設置されるブレーカ９としては、一次送りブレーカや電流制限器（サービスブレーカ、リミッタ）、連系ブレーカなどがある。ブレーカ９は、分岐ブレーカ４（図２参照）と同様に電源側接続部（図示せず）および負荷側接続部９１を備えており、端子台８の接続部に対する電源側接続部のプラグイン接続によって、端子台８に機械的かつ電気的に接続される。

本実施形態の取付部（図示せず）は、分電盤２内に設けられた主幹ブレーカ３の電源側（一次側）に設けられた内器である端子台８に取り付けられている。本実施形態の取付部は、端子台８の接続部に対してプラグイン接続する接続端子（図示せず）を備えている。これにより、本実施形態の取付部は、端子台８に電気的に接続されている。なお、実施形態１の取付部１２（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。

以上説明した本実施形態のＰＬＣ装置１は、主幹ブレーカ３よりも電源側（一次側）に設けられた内器としての端子台８に取り付けられる。これにより、主幹ブレーカ３が遮断した場合であっても、ＰＬＣ装置１への電力供給を継続させることができる。

なお、本実施形態の変形例として、ＰＬＣ装置１は、主幹ブレーカ３の一次側に設けられた端子台８に代えて、主幹ブレーカ３の一次側に設けられたブレーカに取り付けられてもよい。このようなブレーカとしては、一次送りブレーカや電流制限器、連系ブレーカなどがある。

また、各実施形態において、ＰＬＣ装置１の取付部１２の構成は、ＰＬＣ装置１の接続端子を内器の接続部に機械的かつ電気的に接続することができ、かつ、ＰＬＣ装置１を分電盤２内に固定することができれば、他の構成であってもよい。

なお、ＰＬＣ装置１を導電バー４１１〜４１３に着脱自在に取り付けることも可能である。このような場合であっても、通信機能を有しない電力メータから通信機能を有する電力メータ６に変更された場合に、電力メータ６と機器管理装置７との間を中継することができ、電力メータ６と機器管理装置７との間の通信に簡単に対応することができる。ただし、この場合、ＰＬＣ装置１を主幹ブレーカ３に取り付けた場合および主幹ブレーカ３の一次側の内器に取り付けた場合に比べて、ノイズの影響が大きくなる。

１ＰＬＣ装置
１１本体部
１２取付部
１２１，１２２接続端子
２分電盤
２１筐体
３主幹ブレーカ
３１１〜３１３電源側端子（一次側端子）
４分岐ブレーカ
６電力メータ
７機器管理装置（所定装置）
８端子台

Claims

通信機能を有する電力メータから電力線通信によって受信した電力線通信信号を、無線通信によって所定装置へ送信するための無線信号に変換する本体部と、
前記本体部と一体に設けられ当該本体部を分電盤の内器に取り付けるための取付部とを備え、
前記取付部は、前記内器として前記分電盤内に設けられた主幹ブレーカにおいて、導電バーが接続される二次側とは異なる一次側に着脱自在に取り付けられ、
前記取付部は、各々が貫通孔を有する複数の接続端子を含み、
前記複数の接続端子の各々は、端子ねじが前記貫通孔に挿通され前記主幹ブレーカの一次側端子のねじ孔に螺合されることにより、前記一次側端子に直接接続される
ことを特徴とするＰＬＣ装置。
請求項１記載のＰＬＣ装置と、
前記主幹ブレーカと、
複数の分岐ブレーカと、
前記ＰＬＣ装置、前記主幹ブレーカおよび前記複数の分岐ブレーカが収納される筐体と
を備えることを特徴とする分電盤。