JP6351333B2

JP6351333B2 - 切替開閉器

Info

Publication number: JP6351333B2
Application number: JP2014071358A
Authority: JP
Inventors: 久秀東; 水野　孝美; 孝美水野; 賢司片岡; 拓也川畑; 侑昌出原
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015195088A

Description

本発明は、分電盤等に組み込んで用いられる切替開閉器に関するものである。

大地震が発生して建築物が破損したときには、漏電に伴ない火災が発生するおそれがある。そこで特許文献１には、分電盤に感震器を組み込み、地震発生時に主幹ブレーカである漏電遮断器を開放して商用電源から負荷への通電を防止するとともに、非常照明用電源から避難用の非常灯等への通電を行なうことが記載されている。しかし、地震によって非常照明用電源の配線系統が損傷していた場合には、この通電により漏電が発生し、火災や感電事故を招く可能性が残されていた。

また最近の太陽光発電装置の普及に伴なって、商用電源が停電したときにも、太陽光発電装置やバッテリ等の分散電源から負荷への給電が可能な連系システムが増加している。この連系システムにおいては、２個の入力端子を備えた切替開閉器が使用され、負荷への給電を商用電源と分散電源との間で切替えられるようになっている。しかし地震発生時に負荷への給電を商用電源から分散電源に自動的に切り替えることは行われておらず、人が切替開閉器の操作部(ハンドル）を操作して切替えを行わねばならなかった。また分散電源に切り替えると、分散電源からの通電が火災や感電事故を招く可能性があることは、上記した通りである。

特開２００６−１６６６４５号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、外部信号の入力、特に、地震を検出する感震センサの信号の入力を受けて、切替開閉器の入力または出力の切替えを適切に制御可能とし、地震発生時等に商用電源からの通電を遮断するのみならず、分散電源から負荷への通電を適切に制御することができる切替開閉器を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の切替開閉器は、操作部により可動接点を移動させて入力方向または出力方向を切り替える切替開閉器であって、前記切替開閉器は、操作部の操作により可動接点を移動させる機構部を有し、動作用信号の入力を受けたときには、作動部の動作命令により機構部を機械的に操作して可動接点の移動制御を行い、また前記切替開閉器は、操作部の状態を保持する保持部を有し、この保持部は切替開閉器の操作部または機構部と係合してその動きを規制するものであることを特徴とするものである。

請求項３の発明は請求項１または請求項２の発明において、切替開閉器の操作部を動作させる作動部を有し、この作動部が可動接点を接続中の入力端子または出力端子から切り離すことを特徴とするものである。この請求項３の発明において、請求項４のように、前記切替開閉器は、入力端子または出力端子の他に何れの入力にも接続されない開放位置を備え、作動部が可動接点を開放位置へ移動させる機能を備えたものとすることができる。また請求項５のように、作動部が可動接点を反対側の入力接点または出力接点へ移動させる機能を備えたものとすることができる。

本発明の切替開閉器は、信号の入力、詳しくは請求項２の発明のように感震センサからの信号の入力を受けて可動接点の移動制御を行なうことにより、切替開閉器に接続される負荷への通電を規制することができる。従って地震発生時等に商用電源からの負荷への通電を自動的に遮断するとともに、分散電源からの通電も制御することができる。

また請求項３〜請求項５の発明によれば、感震リレーの作動部が可動接点を接続中の入力端子から切り離して通電されない状態に移動させ、負荷への通電を規制することができる。

また本発明によれば、切替開閉器の操作部の状態を保持する保持部を有するので、可動接点を現在接続中の入力端子から動かないように規制することができる。例えば地震発生時に主幹開閉器を遮断した場合、切替開閉器が負荷への通電を分散電源側に切り替えると、負荷への通電は可能になる。しかしその反面、分散電源からの通電が火災や感電事故を招く可能性があるため、可動接点を商用電源側から動かないように規制し、これらの危険を防止することができる。

本発明の感震リレー付切替開閉器が組み込まれた分電盤の配線系統図である。感震リレー付切替開閉器の外観斜視図である。感震リレー付切替開閉器の平面図である。切替開閉器の断面図である。可動接点が開放位置にある切替開閉器の断面図である。感震リレーの内部構成図である。作動棒を示す斜視図である。作動棒を示す斜視図である。感震リレーと切替開閉器との関係を示す説明図である保持部の動きを示す説明図である。切替開閉器のハンドルロック用の孔を示す断面図である。切替開閉器のハンドルロック用の孔を示す断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
先ず図１により、本発明の感震リレー付切替開閉器１が組み込まれた分電盤２を示す。この分電盤２は、商用電源回路部と分散電源回路部とを含むものである。商用電源回路部は、従来と同様に主幹開閉器３と、その二次側の母線バーにプラグイン接続された多数の分岐開閉器４とを備えている。これらの分岐開閉器４は図示を略した一般負荷に接続されている。なお主幹開閉器３の一次側には分散電源用ブレーカ５が接続されており、分散電源から商用電源への逆潮流が可能となっている。

分散電源回路部には、分散電源用の開閉器６と本発明の感震リレー付切替開閉器１とが配置されている。分散電源として、燃料電池やその他電源であってもよく、その種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では太陽光発電装置である。分散電源は開閉器６の一次側に接続され、さらに開閉器６の二次側から感震リレー付切替開閉器１の一方の入力端子７ａに接続されている。図１及び図３のように、本実施形態の感震リレー付切替開閉器１は２つの入力端子７ａ，７ｂと１つの出力端子８ａとを備え、他方の入力端子７ｂは前記した商用電源回路部の一つの分岐開閉器４に接続されている。切替開閉器９の出力端子には負荷として非常用回路が接続されており、商用電源または分散電源からの供給を本実施形態の切替開閉器９により切替可能に形成している。

次に本発明の感震リレー付切替開閉器１の構成を説明する。図２はその外観斜視図、図３は平面図である。図示のように本発明の感震リレー付切替開閉器１は、切替開閉器９に感震リレー１０を取付けたものである。図示の実施形態では１極分の切替開閉器９を２個並列させ、その操作部１１、１１間を連結部１２によって連結し、２極が同時に作動する構造となっている。本実施形態では、図７に示すように、１極の切替開閉器９を２台形成し、感震リレー１０を有するもので、各々をビス６０により連結させる構造とし、２極の感震リレー付切替開閉器としている。ビス６０により連結させる構造により、切替開閉器９の極数を自在に変更可能としている。なお、切替開閉器９及び感震リレー１０を一体にするものでも良い。この場合、１極の切替開閉器９に感震リレー１０を一体としたものを１つ用意しておき、１極の切替開閉器９を複数取り付け複数極の感震リレー付切替開閉器とすることも可能である。なお、感震リレー１０は隣接する１極の切替開閉器９と同幅の形状としておくことが好ましく、分電盤２の分岐ブレーカ列内にも自在に組込み可能としている。切替開閉器９及び感震リレー１０を切替開閉器９に内蔵しておくものであっても良い。

実施形態の切替開閉器９は図４に示したように、ケース１３の中央部に操作部１１であるハンドルを機構部５０の軸１４によって軸支し、その下部に設けられた左右の凸部１５に、２つの可動接触子１６の上端の凹部１７を係合させたものである。各可動接触子１６の下端部には可動接点１８が設けられている。各可動接触子１６の下部のバネ係止部１９と軸１４との間には反転ばね２０が張設されており、各可動接触子１６を軸１４の方向に引き上げている。この構造においては、バネ係止部１９と軸１４とを結ぶ直線が中立線となり、図４に示すように凸部１５がこの中立線よりも右側にあるときには可動接触子１６は時計方向に付勢され、逆に凸部１５がこの中立線よりも左側にあるときには可動接触子１６は反時計方向に付勢される。

ケース１３の下方部には２つの固定接点２１ａ、２１ｂが設けられ、それぞれが前記した入力端子７ａ，７ｂに接続されている。また、各可動接触子１６は撚り線２２によって出力端子８ａにそれぞれ接続されている。図４の状態では操作部１１が左方向に倒され、可動接点１８が左側の固定接点２１ａに接触している。この際、右側の可動接触子１６は規制部２３によって動作を規制されている。このため入力端子７ａと出力端子８ａとが導通し、入力端子７ｂと出力端子８ａとは導通していない。さらに図５のように操作部１１を中央に位置させれば、両側の可動接点１８は何れの入力端子７ａ，７ｂに接続されていない開放位置となり、入力端子と出力端子はともに切り離された状態となる。さらに操作部１１を倒すことによって、入力端子７ｂと出力端子８ａとが導通し、入力端子７ａと出力端子８ａとは導通しないものである。なお、開放位置を備えない切替開閉器でも良い。

次に感震リレー１０について説明する。感震リレー１０は図６に示すように、筐体２４の内部に、感震センサ２５、電源部２６、判定回路２７、記憶部２８、受信部２９、設定部３０を備え、更に、感震センサ２５からの動作用信号の入力を受けて切替開閉器の可動接点１８の移動制御を行う保持部３１、作動部３２等を収納したものである。ここで、移動制御とは、動作用信号の入力を受けて可動接点１８を作動部３２により動作させたり、保持部３１により可動接点１８の移動を規制することである。本実施形態においては動作用信号として感震センサ２５の信号を利用する。感震センサ２５は揺れ（Ｓ波）を検出し、感震センサ２５からの信号として検出情報を判定回路２７に出力する。電源部２６は筐体２４に形成された電源端子３３から供給された電力を各回路に供給するものであり、一次的なバッテリ機能を持たせることも可能である。なお、切替開閉器９の内部の電路から電源を得る場合には、電源端子３３は不要となり、この場合、電源端子３３を他の機器へ信号を送信する出力端子として使用することも可能である。

判定回路２７は感震センサ２５からの検出情報に基づいて震度を判定し、震度が第１所定値（例えば震度５）以上の場合には３分後に作動部３２等に信号を出力し、震度が第２所定値（例えば震度６）以上の場合には直ちに作動部３２等に信号を出力する。また感震センサ２５からの検出情報を記憶部２８に送信して記憶させる。

設定部は判定回路２７からの信号の出力条件を設定する機能を持つ。例えば震度が４未満の場合には出力しないようにしたり、信号を出力するタイミングを遅らせたりすることができる。また地震の揺れが数秒以上継続した場合には、直後に信号を発するようにすることができる。ただし設定可能な範囲は判定回路２７が許容する範囲である。

記憶部２８は感震センサ２５からの検出情報を記憶する。商用電源が停電したときでも、記憶部２８が検出情報を記憶しておき、復電時に切替開閉器９を遮断する制御を行うことが可能である。

ただし、判定回路２７が第１所定値の震度と判定し、表示部３４にその旨が表示された場合にも、建築物の損傷が少ないような場合には遮断する必要がない。このような場合には３分以内にリセットボタン３５を押せば記憶部２８の記憶をリセットできるようにする。表示部３４はランプや音声による警告表示を行う。

受信部２９は、緊急地震速報、Ｐ波等の地震情報を受信し、判定回路２７に送信する。判定回路２７により、第２所定値以上の地震情報が入った場合には、感震センサ２５の検出の前に切替開閉器９を遮断する制御を行うなどの設定をしておけば、地震情報を感震センサ２５と組み合わせることによって、より安全に対処することが可能となる。

次に可動接点１８の移動制御を行う作動部３２について説明する。作動部３２は、感震センサ２５の検出情報を受け、判定回路２７からの信号により切替開閉器９の操作部１１を動作させる機能を持つ。操作部１１を動作させる方法としては、図７、図８に示すように作動棒３６によって操作部１１と一体に形成し、可動接点１８を動作させる機構部５０を機械的に動かす方法などがある。図７、図８では感震リレー１０と切替開閉器９との接触面に各々長孔部４０を形成し、作動部３２の動作命令によって動作する作動棒３６を感震リレー１０から突出させ、切替開閉器９の機構部５０に形成した作動孔４１に通す。この作動棒３６を長孔部４０の内部で動作させ、機構部５０を動かす。作動棒３６は原則として切替開閉器９に挿入した状態で保持させておき、作動部３２からの命令に応じて作動させる。

また、図３に示すように、２つの出力端子８ａ，８ｂが２つとし、入力端子７ａが１つとして出力方向を切り替える構造としても良い。出力端子８ａ，８ｂが２つのものであれば、通常接続しておく一方の出力端子８ａを負荷に接続し、反対側の出力端子８ｂをブランク部（例えば、端子台に接続しておく等）としておき、感震リレー１０によって地震を検出した場合においては、接続中の出力端子８ａから反対側の出力端子８ｂ又は開放位置に移動させ、負荷への通電を規制できるようにすることができる。

次に可動接点１８の移動制御を行う保持部３１について説明する。上記の作動部３２は、感震センサ２５の検出情報を受け判定回路２７からの信号により可動接点１８を開放位置または反対側の固定接点に切り替える機能を持つが、保持部３１は逆に切り替えが起こらないように規制する機能を持つ。図１０に示すように、判定回路２７が保持部３１に信号を送ると、保持部３１としてソレノイド３７を動作させて切替開閉器９の操作部１１に形成された規制孔１１ａまたは図１２に示すように機構部５０に係合させ、ハンドルの手動操作または自動操作による切替を防止する。この場合、図７や図８に示した作動棒３６及び機構部５０の作動孔４１を利用し、可動接点１８の移動制御を行う作動部３１及び保持部３２の両信号に対応させることも可能である。作動棒３６を１つで、機構部５０を保持または動作させることが可能となるため部品点数を削減することも可能である。図２または図１１に示すようにケース１３の上部にハンドルロック用の孔３８を形成し、ソレノイド３７の先端を挿入してハンドルの動きを規制してもよく、あるいは図１２に示すように機構部５０にハンドルロック用の孔３８を形成してもよい。

なお、感震リレーを搭載した分電盤については、地震発生時に商用電源の主幹開閉器３を遮断することが定められている。この場合、切替開閉器９を分散電源側に切り替えると負荷への通電は可能となるものの、地震が発生した場合においては、前記したように火災や感電事故を招く可能性もある。このため保持部３１によって可動接点１８が分散電源側に切り替わるまたは分散電源側に切り替えることを防止し、主幹開閉器３を遮断すると共に負荷への通電を防止することができる。

上記したように、可動接点１８の移動制御を行う作動部３２と保持部３１は一方のみを感震リレー１０に搭載してもよく、両方を搭載してもよい。両方を搭載する場合には設定部３０でそれぞれの作動条件を設定しておくものとする。本実施形態においては切替開閉器９に備える感震リレー１０内に備える感震センサ２５からの信号を受けて作動部３２や保持部３１により可動接点１８の移動を行うものであるが、この感震センサ２５の信号は、切替開閉器９内部または外部に設置されるセンサの信号やセンサの信号を外部機器に入力し、外部機器から切替開閉器９への外部信号などの切替開閉器９への動作用信号を受けて、可動接点１８の移動制御を行い、作動部３２により可動接点１８を移動させたり、保持部３１により可動接点１８の移動を規制するものであっても良い。なお、その場合、信号を受けて切替開閉器９の可動接点１８を移動制御する作動部３２や保持部３１、作動部３２や保持部３１の信号に対応にする作動棒３６等を形成した操作装置を切替開閉器９の内外に設置しておくことが必要である。また、図９等に示すように２つの入力端子または出力端子の電流や電圧状態を検出するＣＴ等の状態検出手段を形成しておき、地震を検出した場合に、電流を検出しない端子側に移動させるように作動部３２を動作させたり、または、電流を検出した端子側に可動接触子１６を移動できないように保持部３１を動作させることができるものである。何れの場合にも作動部３２や保持部３１を作動させた後、リセットボタン３５を押して作動を解除するようになっている。

以上に説明したように、本発明の感震リレー付切替開閉器によれば、地震発生時に商用電源から負荷への通電を遮断することができるのみならず、分散電源から負荷への通電を様々な態様に適切に制御することができる利点がある。

１感震リレー付切替開閉器
２分電盤
３主幹開閉器
４分岐開閉器
５分散電源用ブレーカ
６分散電源用の開閉器
７ａ入力端子
７ｂ入力端子
８ａ出力端子
８ｂ出力端子
９切替開閉器
１０感震リレー
１１操作部
１１ａ規制孔
１２連結部
１３ケース
１４軸
１５凸部
１６可動接触子
１７凹部
１８可動接点
１９バネ係止部
２０反転ばね
２１ａ固定接点
２１ｂ固定接点
２２撚り線
２３規制部
２４筐体
２５感震センサ
２６電源部
２７判定回路
２８記憶部
２９受信部
３０設定部
３１保持部
３２作動部
３３電源端子
３４表示部
３５リセットボタン
３６作動棒
３７ソレノイド
３８孔
４０長孔部
４１作動孔
５０機構部
６０ビス

Claims

操作部により可動接点を移動させて入力方向または出力方向を切り替える切替開閉器であって、
前記切替開閉器は、操作部の操作により可動接点を移動させる機構部を有し、動作用信号の入力を受けたときには、作動部の動作命令により機構部を機械的に操作して可動接点の移動制御を行い、
また前記切替開閉器は、操作部の状態を保持する保持部を有し、この保持部は切替開閉器の操作部または機構部と係合してその動きを規制するものであることを特徴とする切替開閉器。
前記切替開閉器には、感震センサを有する感震リレーを備え、この感震センサからの信号の入力を受けて可動接点の移動制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の切替開閉器。
切替開閉器の操作部を動作させる作動部を有し、この作動部が可動接点を接続中の入力端子または出力端子から切り離すことを特徴とする請求項１または請求項２記載の切替開閉器。
前記切替開閉器は、入力端子または出力端子の他に何れの入力にも接続されない開放位置を備え、作動部が可動接点を開放位置へ移動させる機能を備えたものであることを特徴とする請求項３記載の切替開閉器。
作動部は、可動接点を反対側の入力接点または出力接点へ移動させる機能を備えたものであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の切替開閉器。