JP6127349B2 - Distribution board - Google Patents
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Description
本発明は一般に、分電盤、より詳細には外部機器との間で電力線通信を行う通信アダプタが設けられる分電盤に関する。 The present invention generally relates to a distribution board, and more particularly to a distribution board provided with a communication adapter for performing power line communication with an external device.
従来、電力線通信(PLC:Power Line Communication)により機器間で通信を行うシステムが知られており、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載のシステムでは、通信機能を有する電力量計(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(通信モジュール)を用いている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a system that performs communication between devices by power line communication (PLC) is known, and is disclosed in, for example, Patent Document 1. The system described in Patent Document 1 uses a terminal (communication module) that receives a power line communication signal (hereinafter referred to as “PLC signal”) from a watt-hour meter (power meter) having a communication function through power line communication.
通信モジュールは、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。通信モジュール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通信モジュールから情報盤へ送信される。 The communication module transmits the PLC signal received from the power meter by power line communication to an information panel that performs centralized control of the electrical devices in the house. A control line is connected between the communication module and the information board, and a PLC signal is transmitted from the communication module to the information board via the control line.
しかしながら、上記従来例の分電盤では、主幹ブレーカの1次側(系統電源側)に通信モジュールを設けている。このため、通信モジュールを分電盤に取り付ける場合は、系統電源から主幹ブレーカを切り離さなければならない。したがって、通信モジュールを分電盤に取り付ける作業の間は、主幹ブレーカの2次側(負荷側)への電力供給が停止するという問題があった。 However, in the distribution board of the conventional example, a communication module is provided on the primary side (system power supply side) of the main breaker. For this reason, when attaching a communication module to a distribution board, the main breaker must be disconnected from the system power supply. Therefore, there has been a problem that power supply to the secondary side (load side) of the main breaker is stopped during the work of attaching the communication module to the distribution board.
本発明は、上記の点に鑑みて為されており、系統電源から主幹ブレーカを切り離すことなく通信モジュールを取り付けることのできる分電盤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a distribution board to which a communication module can be attached without disconnecting a main breaker from a system power supply.
本発明の分電盤は、主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの2次側に電気的に接続される複数の分岐ブレーカと、前記主幹ブレーカの1次側に電気的に接続される外部機器との間で電力線を伝送路に用いた電力線通信を行う通信モジュールとを備え、前記通信モジュールは、前記複数の分岐ブレーカのうちの何れかの分岐ブレーカを介して前記外部機器との間で電力線通信を行うことを特徴とする。 The distribution board of the present invention includes a main breaker, a plurality of branch breakers electrically connected to the secondary side of the main breaker, and an external device electrically connected to the primary side of the main breaker. A communication module that performs power line communication using a power line as a transmission path between the plurality of branch breakers, and the communication module performs power line communication with the external device via any one of the branch breakers. It is characterized by performing.
この分電盤において、前記通信モジュールは、前記複数の分岐ブレーカのうち前記主幹ブレーカに最も近い位置にある分岐ブレーカを介して前記外部機器との間で電力線通信を行うことが好ましい。 In this distribution board, it is preferable that the communication module performs power line communication with the external device via a branch breaker located closest to the main breaker among the plurality of branch breakers.
本発明は、分岐ブレーカを介して外部機器との間で電力線通信を行うように通信モジュールを設けている。このため、本発明では、分岐ブレーカを系統電源から切り離すことで、通信モジュールを分電盤に取り付けることができる。したがって、本発明では、系統電源から主幹ブレーカを切り離すことなく通信モジュールを取り付けることができる。 In the present invention, a communication module is provided so as to perform power line communication with an external device via a branch breaker. For this reason, in this invention, a communication module can be attached to a distribution board by disconnecting a branch breaker from a system power supply. Therefore, in the present invention, the communication module can be attached without disconnecting the main breaker from the system power supply.
本発明の実施形態に係る分電盤1は、図1A,図1Bに示すように、主幹ブレーカ3と、複数の分岐ブレーカ4と、第1通信アダプタ6(通信モジュール)とを備える。複数の分岐ブレーカ4は、主幹ブレーカ3の2次側に電気的に接続される。第1通信アダプタ6は、主幹ブレーカ3の1次側に電気的に接続される電力メータ8(外部機器)との間で電力線を伝送路に用いた電力線通信を行う。そして、第1通信アダプタ6は、複数の分岐ブレーカ4のうちの何れかの分岐ブレーカ4を介して電力メータ8との間で電力線通信を行う。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the distribution board 1 according to the embodiment of the present invention includes a
以下、本発明の実施形態に係る分電盤1について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の分電盤1では、単相3線式の低圧配電方式により系統電源から電力が供給されているが、例えば単相2線式の低圧配電方式であってもよい。本実施形態の分電盤1は、図1A,図1Bに示すように、キャビネット2と、主幹ブレーカ3と、複数の分岐ブレーカ4と、計測ユニット5と、第1通信アダプタ6(通信モジュール)と、第2通信アダプタ7とを備える。また、主幹ブレーカ3と系統電源(図示せず)との間には、電力メータ8(外部機器)が接続されている。
Hereinafter, the distribution board 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using drawing. In the distribution board 1 of the present embodiment, power is supplied from the system power supply by a single-phase three-wire low-voltage distribution system. However, for example, a single-phase two-wire low-voltage distribution system may be used. As shown in FIGS. 1A and 1B, the distribution board 1 of the present embodiment includes a
キャビネット2は、合成樹脂成型品などにより形成され、本体20と、蓋(図示せず)とで構成される。本体20は、一面を開口した箱状に形成されている。蓋は、本体20の開口を覆う形状に形成されている。蓋は、本体20の開口を塞ぐ位置と、本体20の開口を開放する位置との間で回転自在となるように、本体20に取り付けられている。
The
主幹ブレーカ3の1次側(系統電源側)には、3本の主幹配線CB1の一端が接続されている。主幹配線CB1の他端は、電力メータ8を介して電気事業者が提供する系統電源に接続されている。また、主幹ブレーカ3の2次側(負荷側)は、導電バー(図示せず)に接続されている。
One end of three main wirings CB1 is connected to the primary side (system power supply side) of the
各分岐ブレーカ4の1次側は、導電バーにプラグイン接続することにより、主幹ブレーカ3の2次側と電気的に接続される。また、各分岐ブレーカ4の2次側には、それぞれ分岐配線CB2の一端が電気的に接続されている。分岐配線CB2の他端には、例えばテレビ、オーディオ機器、冷蔵庫、食器洗浄機、エアコン、照明機器などの電気機器(図示せず)が電気的に接続されている。各分岐ブレーカ4の2次側には、図1Bに示すように、分岐配線CB2を構成する3本の電力線に対応した3つの端子が設けられている。同図では、中性相の電力線に対応する端子を「N」、第1の電圧相の電力線に対応する端子を「L1」、第2の電圧相の電力線に対応する端子を「L2」と記載している。
The primary side of each
計測ユニット5は、分岐配線CB2毎に設けた電流センサ(図示せず)により各分岐配線CB2に流れる電流を計測し、分岐配線CB2毎に電気機器に供給される使用電力を算出する。換言すれば、計測ユニット5は、複数の分岐ブレーカ4で各々分岐された分岐回路毎の使用電力を計測する。電流センサとしては、例えばロゴスキーセンサやカレントトランスが用いられる。なお、計測ユニット5は、分電盤1に太陽光発電ユニットが接続される場合、太陽光発電による発電電力や売電電力を計測するように構成してもよい。使用電力の計測結果は、計測ユニット5と第2通信アダプタ7との間をケーブル(図示せず)で接続し、例えばRS−485などの規格に従って有線信号により送信される。
The
ここで、計測ユニット5は、複数の分岐ブレーカ4のうちの何れか1つの分岐ブレーカ(以下、「第1分岐ブレーカ40」と称する)に分岐配線CB2を介して電気的に接続されている。そして、計測ユニット5には、図1Bに示すように、中性相(N相)と第2の電圧相(L2相)との間に印加される交流電圧(100V)が、第1分岐ブレーカ40を介して入力されている。計測ユニット5は、図1Bに示すように、例えばAC/DCコンバータで構成される内蔵の電源回路50により、入力された交流電圧を所望の直流電圧(例えば、4.5V)に変換して動作電源を得ている。また、計測ユニット5と第2通信アダプタ7との間は電源線で接続されている。したがって、第2通信アダプタ7は、電源線を介して計測ユニット5から直流電圧を供給されることで、動作電源を得ている。
Here, the measuring
また、第1通信アダプタ6の基板(図示せず)と、第2通信アダプタ7の基板(図示せず)との間は、基板対基板(BtoB:Board to Board)用コネクタ(図示せず)を介して接続されている。したがって、第1通信アダプタ6は、基板対基板用コネクタを介して第2通信アダプタ7から直流電圧を供給されることで、動作電源を得ている。また、この基板対基板用コネクタを介して、第1通信アダプタ6と第2通信アダプタ7との間で通信データを送受信する。
Further, a board-to-board (BtoB) connector (not shown) is provided between the board (not shown) of the
第1通信アダプタ6は、複数の分岐ブレーカ4のうち何れか1つの分岐ブレーカ4と、当該分岐ブレーカ4に接続される分岐配線CB2とを介して主幹ブレーカ3の主幹配線CB1に接続されている。第1通信アダプタ6は、電力メータ8との間で電力線を伝送路に用いた双方向の電力線通信を行う第1通信回路60を備えている。第1通信回路60は、電力線を流れる交流電流に重畳されたPLC信号を分離して受信し、PLC信号に含まれる通信データを第2通信アダプタ7に送信する機能を有している。また、第1通信回路60は、第2通信アダプタ7から送信される通信データを含むPLC信号を、電力線を流れる交流電流に重畳させ、電力メータ8に送信する機能を有している。本実施形態の分電盤1では、第1の電圧相(L1相)の電力線と、第2の電圧相(L2相)の電力線とを流れる交流電流にPLC信号を重畳させ、電力線通信を行っている。なお、「PLC信号」とは、電力線通信で送受信される信号であり、系統電源の電源周波数よりも高い周波数の信号である。
The
第2通信アダプタ7は、機器管理装置(図示せず)との間で電波を媒体とした双方向の無線通信を行う第2通信回路70を備える。第2通信回路70は、計測ユニット5での計測結果のデータや、電気事業者から電力メータ8及び第1通信アダプタ6を介して送信される通信データを含む無線信号を、機器管理装置に送信する機能を有している。また、第2通信回路70は、機器管理装置から送信される無線信号を受信し、無線信号に含まれる通信データを第1通信アダプタ6に送信する機能を有している。無線信号の仕様は、例えば特定小電力無線(例えば、400MHz帯や920MHz帯)や無線LAN(Local Area Network)などの従来周知の規格から選択される。
The
機器管理装置は、建物内の複数の電気機器を管理するコントローラである。この機器管理装置は、各電気機器の動作を制御したり、各電気機器の電力使用を管理したりする。すなわち、機器管理装置と、通信機能を有する複数の電気機器とで、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。なお、各分岐配線CB2に接続された全ての電気機器が通信機能を有している必要はなく、一部の電気機器が通信機能を有していればよい。 The device management apparatus is a controller that manages a plurality of electrical devices in a building. This device management apparatus controls the operation of each electrical device and manages the power usage of each electrical device. That is, a HEMS (Home Energy Management System) network as a customer-side network is constructed by a device management apparatus and a plurality of electrical devices having a communication function. Note that it is not necessary for all the electric devices connected to each branch wiring CB2 to have a communication function, and some of the electric devices may have a communication function.
なお、第2通信アダプタ7は、機器管理装置だけではなく、スマートホン等の携帯端末との間でも無線通信を行う構成であってもよい。この構成では、電気事業者から送信される時間別料金情報や電力提供情報、デマンドレスポンス(Demand Response)の通知などの情報を、携帯端末を通して利用者が取得することができる。
Note that the
電力メータ8は、電力の使用量を計測する計測機能と、他の機器と通信する通信機能とを有する電子式電力メータであって、所謂スマートメータである。電力メータ8は、電気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いる。電力メータ8は、電気事業者から需要家に供給される電力の総使用量を計測し、この総使用量を含む検針情報を電気事業者に送信する。また、電力メータ8は、電気事業者から送信される時間別料金情報や電力提供情報を受信し、これら情報を電力線通信により第1通信アダプタ6に送信する。更に、電力メータ8は、第1通信アダプタ6及び第2通信アダプタ7を介して機器管理装置から送信される通信データを受信し、電気事業者に送信する。
The
ここで、第1通信アダプタ6の第1通信回路60は、図1Bに示すように、分岐配線CB2のうち第1の電圧相(L1相)の電力線と、第2の電圧相(L2相)の電力線とを介して第1分岐ブレーカ40に電気的に接続されている。このため、第1通信アダプタ6は、第1分岐ブレーカ40及び主幹ブレーカ3を介する伝送路を用いて電力メータ8との間で電力線通信を行っている。換言すれば、第1通信アダプタ6(通信モジュール)は、複数の分岐ブレーカ4のうちの何れかの分岐ブレーカ4を介して電力メータ8(外部機器)との間で電力線通信を行っている。
Here, the
上述のように、本実施形態の分電盤1では、分岐ブレーカ4を介して電力メータ8(外部機器)との間で電力線通信を行うように第1通信アダプタ6(通信モジュール)を設けている。このため、本実施形態の分電盤1では、分岐ブレーカ4を系統電源から切り離すことで、第1通信アダプタ6を分電盤1に取り付けることができる。したがって、本実施形態の分電盤1では、系統電源から主幹ブレーカ3を切り離すことなく第1通信アダプタ6を取り付けることができる。
As described above, in the distribution board 1 of the present embodiment, the first communication adapter 6 (communication module) is provided so as to perform power line communication with the power meter 8 (external device) via the
なお、本実施形態の分電盤1では、第1通信アダプタ6は、計測ユニット5が接続される第1分岐ブレーカ40を介して電力メータ8との間で電力線通信を行っているが、他の分岐ブレーカ4を介して電力線通信を行う構成でもよい。例えば、第1通信アダプタ6は、図2に示すように、主幹ブレーカ3に最も近い分岐ブレーカ4に電気的に接続してもよい。換言すれば、第1通信アダプタ6(通信モジュール)が、複数の分岐ブレーカ4のうち主幹ブレーカ3に最も近い位置にある分岐ブレーカ4を介して電力メータ8(外部機器)との間で電力線通信を行う構成でもよい。この構成では、電力メータ8と第1通信アダプタ6との間の伝送路が短くなるため、ノイズの影響を受け難く、電力線通信の安定化を図ることができる。
In the distribution board 1 of the present embodiment, the
また、第1通信アダプタ6は、図2に示すように、複数の分岐ブレーカ4のうち第1通信アダプタ6に最も近い位置にある分岐ブレーカ4を介して電力メータ8との間で電力線通信を行う構成でもよい。この構成においても、電力メータ8と第1通信アダプタ6との間の伝送路が短くなるため、ノイズの影響を受け難く、電力線通信の安定化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
ところで、第1通信アダプタ6は、図3A,図3Bに示すように、第1分岐ブレーカ40及び計測ユニット5を介して電力メータ8との間で電力線通信を行う構成であってもよい。この構成においては、計測ユニット5は、電源回路50の他に変換回路51を備える。変換回路51は、電力線を流れる交流電流に重畳されたPLC信号を分離し、第2通信アダプタ7に送信する機能を有している。また、変換回路51は、第2通信アダプタ7から送信される通信データを含むPLC信号を、電力線を流れる交流電流に重畳させる機能を有している。
By the way, the
変換回路51から出力されるPLC信号は、第2通信アダプタ7の基板に印刷成形された導体(図示せず)を介して第1通信アダプタ6の第1通信回路60に送信される。第1通信回路60では、変換回路51から送信されるPLC信号を受信し、PLC信号に含まれる通信データを第2通信アダプタ7に送信する。また、第1通信回路60から送信されるPLC信号も、上記と同様に、第2通信アダプタ7の基板に印刷成形された導体を介して変換回路51に送信される。
The PLC signal output from the
上述のように、この構成では、第1分岐ブレーカ40及び計測ユニット5を介して電力メータ8(外部機器)との間で電力線通信を行うように第1通信アダプタ6(通信モジュール)を設けている。このため、この構成では、第1分岐ブレーカ40を系統電源から切り離すことで、第1通信アダプタ6を分電盤1に取り付けることができる。したがって、この構成では、系統電源から主幹ブレーカ3を切り離すことなく第1通信アダプタ6を取り付けることができる。更に、この構成では、第2通信アダプタ7の基板の導体を介してPLC信号を第1通信アダプタ6に送信している。したがって、この構成では、第1分岐ブレーカ40と第1通信アダプタ6とを、新たに分岐配線CB2で接続する必要がない。
As described above, in this configuration, the first communication adapter 6 (communication module) is provided so as to perform power line communication with the power meter 8 (external device) via the
ところで、図4Aに示すように、本実施形態の分電盤1に、自立型分電盤10を接続する場合がある。自立型分電盤10は、主幹ブレーカ100と、複数の分岐ブレーカ101と、計測ユニット5とを備える。また、自立型分電盤10は、系統電源から電力の供給を受ける経路と、分散電源から電力の供給を受ける経路とを切り替える電源切替器(図示せず)を備える。分散電源は、例えば太陽光発電装置、蓄電装置、蓄電池を搭載した電動車両などで構成され、系統電源とは独立して電力を自立型分電盤10に供給する。
By the way, as shown to FIG. 4A, the self-supporting
主幹ブレーカ100の1次側は、分電盤1の何れかの分岐ブレーカ4の2次側に電気的に接続されている。また、複数の分岐ブレーカ101のうちの何れか1つの分岐ブレーカ102は、計測ユニット5及び分電盤1の計測ユニット500を介して第2通信アダプタ7に電気的に接続されている。なお、計測ユニット5は、図4Bに示すように、図3Bに示す計測ユニット5と同じ構成である。また、計測ユニット500は、電源回路50及び変換回路51を有しておらず、計測ユニット5から供給される直流電圧を第2通信アダプタ7に送る機能と、計測ユニット5から送信されるPLC信号を第2通信アダプタ7に送る機能とを有する。
The primary side of the
このように分電盤1に接続された自立型分電盤10は、通常時は、分岐ブレーカ4及び主幹ブレーカ100を介して系統電源からの電力の供給を受ける。一方、系統電源からの電力の供給が停止した場合は、電源切替器が手動又は自動で経路を切り替えることで、自立型分電盤10は分散電源からの電力の供給を受ける。
In this way, the self-supporting
ここで、図4A,図4Bに示す構成では、第1通信アダプタ6は、自立型分電盤10の計測ユニット5を介して電力メータ8との間で電力線通信を行っている。このため、電力線通信の伝送路(すなわち、PLC信号を伝送する伝送路)が長くなり、電力線通信が不安定になる虞がある。したがって、電力線通信の安定化を図ることを鑑みれば、第1通信アダプタ6は、計測ユニット5を介さずに、分電盤1の分岐ブレーカ4を介して電力メータ8との間で電力線通信を行う構成が望ましい。
Here, in the configuration shown in FIGS. 4A and 4B, the
なお、本実施形態の分電盤1は、図5A,図5Bに示すように、第1通信アダプタ6が切替部9を備え、電力メータ8との間で電力線通信を行う経路を切り替える構成であってもよい。切替部9は、図5Bに示すように、1対のスイッチ90と、検知部91とで構成されている。各スイッチ90は、c接点で構成されている。各スイッチ90の共通端子は、第1通信回路60に電気的に接続されている。各スイッチ90の常閉端子は、第2通信アダプタ7の基板の導体を介して計測ユニット5に電気的に接続されている。各スイッチ90の常開端子は、第2分岐ブレーカ41の2次側に電気的に接続されている。ここで、第2分岐ブレーカ41は、複数の分岐ブレーカ4のうち第1分岐ブレーカ40とは異なる分岐ブレーカ4である。
In addition, the distribution board 1 of this embodiment is the structure which the
検知部91は、第2分岐ブレーカ41が第1通信アダプタ6に電気的に接続されているか否かを検知するように構成されている。検知部91は、第1通信アダプタ6において第2分岐ブレーカ41が接続される1対の入力端子(図示せず)と接続されている。検知部91は、入力端子間の入力電圧と、所定の電圧値(ここでは、200V)とを比較する。検知部91は、入力電圧が所定の電圧値以上であれば、第2分岐ブレーカ41が第1通信アダプタ6に接続されていると検知する。また、検知部91は、入力電圧が所定の電圧値よりも小さければ、第2分岐ブレーカ41が第1通信アダプタ6に接続されていないと検知する。
The
切替部9は、検知部91での検知結果に応じて、第1経路と第2経路とを自動的に切り替えるように構成されている。第1経路は、第1分岐ブレーカ40及び計測ユニット5を介して第1通信アダプタ6と電力メータ8との間で電力線通信を行う経路である。第2経路は、第2分岐ブレーカ41を介して第1通信アダプタ6と電力メータ8との間で電力線通信を行う経路である。
The
切替部9は、検知部91で第2分岐ブレーカ41が接続されていないと検知した場合は、各スイッチ90の共通端子と常閉端子とが導通した状態を維持する。したがって、この場合は、第1経路により第1通信アダプタ6と電力メータ8との間で電力線通信が行われる。一方、切替部9は、検知部91で第2分岐ブレーカ41が接続されていると検知した場合は、各スイッチ90の共通端子と常開端子とを導通させる。したがって、この場合は、第2経路により第1通信アダプタ6と電力メータ8との間で電力線通信が行われる。
When the
第1通信回路60は、検知部91での検知結果に応じて処理を切り替えるように構成されている。すなわち、第2分岐ブレーカ41が接続されていないと検知部91が検知した場合は、第1通信回路60には第1経路を介してPLC信号が供給される。このため、第1通信回路60は、計測ユニット5から送信されるPLC信号を受信する処理を実行する。一方、第2分岐ブレーカ41が接続されていると検知部91が検知した場合は、第1通信回路60には第2経路を介して交流電流が供給される。このため、第1通信回路60は、供給される交流電流からPLC信号を分離して受信する処理を実行する。
The
上述のように、この構成では、例えば計測ユニット5から送信されるPLC信号の信号強度が弱く、第1経路での電力線通信の通信品質が悪い場合に、第2分岐ブレーカ41を第1通信アダプタ6に接続するだけで第2経路に自動的に切り替えることができる。
As described above, in this configuration, for example, when the signal strength of the PLC signal transmitted from the
また、切替部9は、検知部91を備えずに、手動で各スイッチ90の接点を切り替える操作部(図示せず)を備える構成であってもよい。この構成では、第2分岐ブレーカ41が第1通信アダプタ6に接続されていれば、例えば施工業者が操作部を操作することで、各スイッチ90の接点を切り替えて第1経路と第2経路とを所望のタイミングで切り替えることができる。
Further, the
1 分電盤
3 主幹ブレーカ
4 分岐ブレーカ
5 計測ユニット
6 第1通信アダプタ(通信モジュール)
8 電力メータ(外部機器)
1
8 Electricity meter (external equipment)
Claims (2)
前記主幹ブレーカの2次側に電気的に接続される複数の分岐ブレーカと、
前記主幹ブレーカの1次側に電気的に接続される外部機器との間で電力線を伝送路に用いた電力線通信を行う通信モジュールとを備え、
前記通信モジュールは、前記複数の分岐ブレーカのうちの何れかの分岐ブレーカを介して前記外部機器との間で電力線通信を行うことを特徴とする分電盤。 With the main breaker,
A plurality of branch breakers electrically connected to the secondary side of the main breaker;
A communication module that performs power line communication using a power line as a transmission path with an external device electrically connected to the primary side of the main breaker;
The distribution module, wherein the communication module performs power line communication with the external device via any one of the plurality of branch breakers.
2. The distribution board according to claim 1, wherein the communication module performs power line communication with the external device via a branch breaker located closest to the main breaker among the plurality of branch breakers. .
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