JP6213768B2

JP6213768B2 - 通信装置及びそれを具備した分電盤

Info

Publication number: JP6213768B2
Application number: JP2013202674A
Authority: JP
Inventors: 光央上村; 岡田　幸夫; 幸夫岡田; 古屋　智英; 智英古屋; 梅田　直樹; 直樹梅田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015070693A

Description

本発明は、通信機能を有する電力量計と通信するための通信装置及びそれを具備した分電盤に関する。

特許文献１には、屋内への引き込み用の分電盤の一次側に設けられ、且つ通信機能を有する電力量計（以下「スマートメータ」という）が開示されている。また、特許文献１には、スマートメータと屋内の通信装置との間で電力ケーブルを介した電力線通信を行ってもよいことが開示されている。

特開２０１２−２１０１３２号公報

電力線を媒体とした通信においては、電力線に接続される負荷設備からのノイズやインピーダンスの低下により通信品質の低下が起きる場合がある。また、電力線に通信装置を接続するため安全性が要求される。

本発明は、通信機能を有する電力量計と通信するための通信装置において、通信品質を向上させつつ、安全性を確保可能な通信装置を提供することを目的とする。

本発明に係る通信装置は、分電盤の主幹ブレーカの一次側に取り付けられ、通信機能を有する電力量計と電力線を介して通信するための通信部を備える。通信部は、主幹ブレーカの一次側の電力線に通信信号を注入する。少なくとも主幹ブレーカがトリップした状態において、主幹ブレーカの一次側と通信部とが電気的に絶縁される。

通信装置は、主幹ブレーカの一次側の電力線に非接触で通信信号を注入する非接触注入部を備えてもよい。

非接触注入部は、カレントトランスであってもよい。

非接触注入部は、フォトカプラであってもよい。

非接触注入部は、赤外線により信号を送受信する赤外線送受信ユニットであってもよい。

通信装置は、主幹ブレーカのオンオフに連動してオンオフするスイッチを備えてもよい。

本発明に係る分電盤は、通信装置を具備する。

本発明によれば、主幹ブレーカの一次側の電力線に通信信号が注入される。したがって、電力量計と通信信号の注入が行われる位置との距離を短くすることができる。そのため、負荷設備等からのノイズの影響を受けにくくなり、通信品質が向上する。また、少なくとも主幹ブレーカがトリップした状態において、主幹ブレーカの一次側と通信部との間が電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカの一次側に通信装置を取り付けた場合の安全性が向上する。したがって、通信品質を向上させつつ、安全性を確保することができる。

本発明の実施形態１に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図本発明の実施形態２に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図本発明の実施形態３に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図本発明の実施形態４に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図

以下、添付の図面を参照して本発明に係る通信装置及びそれを備えた分電盤の実施の形態を説明する。

（実施形態１）
１．構成
図１は、本発明の実施形態１に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図である。分電盤１は、電力線を介して系統電源から電力を受け、受けた電力を宅内の部屋や機器に分配して送る装置である。図１に示すように、分電盤１に電力を供給する電力線には、分電盤１が接続された宅内の消費電力を計測するスマートメータ１００が接続されている。スマートメータ１００は電力計測機能に加えて通信機能を有する。

分電盤１は、内部の収納スペースに、主幹ブレーカ１２と、宅内の部屋や機器毎に設けられた複数の分岐ブレーカ１４とが取り付けられている。主幹ブレーカ１２は一次側に系統電源が接続され、二次側に分岐ブレーカ１４が接続される。主幹ブレーカ１２は、宅内に流れる電流の合計が所定の値を超えたときに電流経路を遮断する装置である。分岐ブレーカ１４は宅内の部屋や機器毎に流れる電流が、所定の電流値を超えたときに電流経路を遮断する装置である。

主幹ブレーカ１２および分岐ブレーカ１４は、分電盤１の筐体に配置された導電バー１６に電気的に接続される。この導電バー１６に系統電源から宅内に引き込まれた交流電力が供給され、導電バー１６を介して各分岐ブレーカ１４に電力が供給される。

本実施形態では、図１に示すように、分電盤１の内部に、スマートメータ１００と通信を行うための通信装置２０を設けている。

通信装置２０は、通信ユニット２１と、カレントトランス（ＣＴ）２５とを備える。

通信ユニット２１は、ＰＬＣ(Power Line Communication)（電力線搬送通信）によりスマートメータ１００と通信を行う装置である。なお、通信ユニット２１は、スマートメータ１００に対する通信方式と同一の方式または異なる方式（特定小電力無線、ＷｉＦｉ、ＬＡＮ等）で、宅内のＨＥＭＳ(HOME ENERGY MANAGEMENT SYSTEM)と通信を行い、宅内で消費される電力に関する種々の情報を取得してもよい。

カレントトランス２５は、主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０の近傍に配置されている。カレントトランス２５は、通信ユニット２１から出力されるＰＬＣ信号を主幹ブレーカの一次側の電力線９０に非接触で注入する。

通信ユニット２１は、電源を取得するための電源端子２１ａと、ＰＬＣ信号を入出力するための通信端子２１ｂとを有している。電源端子２１ａは分岐ブレーカ１４の二次側に接続されている。通信端子２１ｂは、カレントトランス２５に接続されている。通信ユニット２１は、ＰＬＣ信号を、主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０にカレントトランス２５を介して非接触で注入する。

本実施形態によれば、上述のように、通信ユニット２１から出力されるＰＬＣ信号は、主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０に注入されるので、スマートメータ１００と電力線におけるＰＬＣ信号の注入が行われる位置との距離を短くすることができる。そのため、分岐ブレーカ１４の二次側でＰＬＣ信号を注入する場合よりも、宅内の種々の機器のノイズやインピーダンスの低下の影響が減少し、ＰＬＣ通信の品質が向上する。

また、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１の通信端子２１ｂとの間が電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカ１２の一次側でＰＬＣ信号を注入する場合の安全性が向上する。

２．まとめ
本実施形態に係る通信装置２０は、分電盤１の主幹ブレーカ１２の一次側に取り付けられ、通信機能を有するスマートメータ１００と通信するための通信ユニット２１を備える。通信ユニット２１は、主幹ブレーカ２１の一次側の電力線９０にＰＬＣ信号を注入する。通信装置２０は、少なくとも主幹ブレーカ２１がトリップした状態において、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１とがカレントトランス２５により電気的に絶縁される。

これにより、主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０にＰＬＣ信号が注入される。したがって、スマートメータ１００と電力線におけるＰＬＣ信号の注入が行われる位置との距離を短くすることができる。そのため、分岐ブレーカ１４の二次側に接続される負荷設備等からのノイズやインピーダンスの低下の影響を受けにくくなり、通信品質が向上する。また、少なくとも主幹ブレーカ１２がトリップした状態において、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１との間が電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカ１２の一次側でＰＬＣ信号を注入する場合の安全性が向上する。したがって、通信品質を向上させつつ、安全性を向上させることができる。

通信装置２０は、主幹ブレーカ２１の一次側の電力線９０に非接触でＰＬＣ信号を注入するカレントトランス２５を備える。

これにより、簡単な構成で主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１とを絶縁し、非接触でＰＬＣ信号を注入することができる。

本実施形態の分電盤１は、通信装置２０を具備する。

これにより、主幹ブレーカ１２と通信装置２０とが一つの分電盤１２に収容されることとなる。そのため、複数の分電盤を設置する必要がなく、施工性が改善される。また、別々の分電盤に収容した場合、両分電盤を接続する配線が必要となるが、本実施形態によれば、このような配線が不要となり、見栄えが改善される。

（実施形態２）
実施形態２では、通信ユニット２１の通信端子２１ｂから出力されるＰＬＣ信号を主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０に非接触で注入するための実施形態１とは異なる構成について説明する。

図２は、本発明の実施形態２に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図である。

通信装置２０Ｂは、通信ユニット２１と、フォトカプラ２２とを備える。通信ユニット２１は、実施形態１の通信ユニットと同一である。

フォトカプラ２２は、通信ユニット２１の通信端子２１ｂと主幹ブレーカ１２の一次側端子１２ａとの間に設けられている。フォトカプラ２２は、入力側に発光ダイオード等の発光素子を備え、出力側にフォトトランジスタ等の受光素子を備える。発光素子は、入力された信号を光信号に変換して出力する。受光素子は、発光素子から出力された光信号を受光して電気信号に変換して出力する。したがって、フォトカプラ２２の入力側に接続された機器と、フォトカプラ２２の出力側に接続された機器とが電気的に絶縁される。

また、フォトカプラ２２の電源端子２２ａは、分岐ブレーカ１４の二次側に接続されている。

本実施形態によっても、通信ユニット２１から出力されるＰＬＣ信号は、主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０に注入される。したがって、実施形態１同様に、分岐ブレーカ１４の二次側でＰＬＣ信号を注入する場合よりも、ＰＬＣ通信の性能が向上する。

さらに、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１の通信端子２１ｂとの間がフォトカプラ２２により電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカ１２の一次側でＰＬＣ信号を注入する場合の安全性が向上する。

（実施形態３）
実施の形態３では、通信ユニット２１の通信端子２１ｂから出力されるＰＬＣ信号を主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０に非接触で注入するための実施形態１、２とは異なる構成について説明する。

図３は、本発明の実施形態３に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図である。

通信装置２０Ｃは、通信ユニット２１と、スイッチ２３とを備える。通信ユニット２１は、実施形態１の通信ユニットと同一である。

スイッチ２３は、通信ユニット２１の通信端子２１ｂと主幹ブレーカ１２の一次側端子１２ａとの間に設けられている。

スイッチ２３と主幹ブレーカ１２のスイッチ１２ｂとは、連結部材４１を介して物理的に連結されている。これにより、スイッチ２３は、主幹ブレーカ１２のスイッチ１２ａのオンオフに連動してオンオフする。

さらに、主幹ブレーカ１２がトリップ（オフ）したときに、スイッチ２３もオフとなる。したがって、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１の通信端子２１ｂとの間が電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカ１２の一次側でＰＬＣ信号を注入する場合の安全性が向上する。

（実施形態４）
実施形態４では、通信ユニット２１の通信端子２１ｂから出力されるＰＬＣ信号を主幹ブレーカ１２の一次側の電力線９０に非接触で注入するための実施形態１とは異なる構成について説明する。

図４は、本発明の実施形態４に係る通信装置を収容した分電盤の内部構成を説明した図である。

通信装置２０Ｄは、通信ユニット２１と、赤外線送受信部２４とを備える。通信ユニット２１は、実施形態１の通信ユニットと同一である。

赤外線送受信部２４は、通信ユニット２１の通信端子２１ｂと主幹ブレーカ１２の一次側端子１２ａとの間に設けられている。赤外線送受信部２３は、入力側に赤外線を発光する発光素子を備え、赤外線を受光可能な受光素子を備える。発光素子は、入力された電気信号を赤外線信号に変換して出力する。受光素子は、発光素子から出力された赤外線信号を受光して電気信号に変換して出力する。したがって、赤外線送受信部２４の入力側に接続された機器と、赤外線送受信部２４の出力側に接続された機器とが電気的に絶縁される。

また、赤外線送受信部２４の電源端子２４ａは、分岐ブレーカ１４の二次側に接続されている。

さらに、主幹ブレーカ１２の一次側と通信ユニット２１の通信端子２１ｂとの間が赤外線送受信部２４により電気的に絶縁される。そのため、主幹ブレーカ１２の一次側でＰＬＣ信号を注入する場合の安全性が向上する。

１分電盤
１２主幹ブレーカ
１２ａ一次側端子
１４分岐ブレーカ
１６導電バー
２０、２０Ｂ、２０Ｃ通信装置
２１通信ユニット
２１ａ電源端子
２１ｂ通信端子
２２フォトカプラ
２２ａ電源端子
２３スイッチ
２４赤外線送受信ユニット
２５カレントトランス
４１連結部材
９０一次側電力線
１００スマートメータ（電力量計測装置）

Claims

分電盤の主幹ブレーカの一次側に取り付けられた通信機能を有する電力量計と電力線を介して通信するための通信部を備え、
前記通信部は、前記主幹ブレーカの一次側の電力線に通信信号を注入し、
前記主幹ブレーカの第１のスイッチのオンオフに連動してオンオフする第２のスイッチを有し、
前記第２のスイッチはオフしたときに前記主幹ブレーカの一次側と前記通信部とを電気的に絶縁する、
通信装置。
請求項１に記載の通信装置を具備した分電盤。