JP6400431B2 - 分電盤計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、分電盤の分岐回路ごとの電気量を測定する分電盤計測装置に関するものである。

近年、家庭における電力使用の有効化を図るＨＥＭＳ等のシステムが普及しつつあり、そのためには分電盤の分岐回路に接続された各負荷の電気量を監視する必要がある。そこで本出願人は、特許文献１に示される分電盤計測装置を先に開発した。

この装置は、母線バーに各分岐ブレーカの電源側端子に向かって延びる腕部を形成し、各腕部に計測センサの磁気コアを取付けたものである。しかし各計測センサからの計測信号を取り出す信号線と、各計測センサに電力を供給するための電力供給線とがそれぞれ必要であるため、非常に多数の配線を分電盤内に引き回さねばならず、配線作業が煩雑化するという問題があった。

特開２０１３−２１８０１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、分電盤内に計測センサの配線を引き回す必要がなく、しかも分岐回路ごとの電気量を測定することができる分電盤計測装置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は、分電盤の分岐回路ごとの電気量を測定する分電盤計測装置であって、回路基板と複数の磁気コアとからなり、回路基板は、複数の分岐電路に対応する位置に設けられた計測部と、計測部の計測結果を出力する出力端子と、各計測部と出力端子とを結ぶ出力電路とを備えたものであり、母線バーを設置した分電盤の底面と平行に、母線バーに積層して配置され、各磁気コアは、前記分岐電路の周囲に配置され、その磁路の一部に空隙を備えたものであり、計測部センサが挿入される空隙を回路基板に向けて設置されたことを特徴とするものである。

本発明の好ましい実施形態では、回路基板は配線カバーと一体に形成されたものであり、配線カバーの装着時に計測部が前記磁気コアの空隙に挿入される構造となっている。また他の実施形態においては各計測部は、磁気コアの空隙を埋める分割コアに接合されたものとすることができる。さらに計測部と出力端子との間に、計測部の計測信号を処理する処理回路を設けることもできる。

本発明の分電盤計測装置は、回路基板に計測部と、その計測結果を出力する出力端子と、各計測部と出力端子とを結ぶ電路とを組み込んだ構造であるから、従来のように分電盤内に各計測部の配線を引き回す必要がない。しかも各分岐リード部の周囲に配置される各磁気コアは、各計測部が挿入される空隙を備えたものであるから、回路基板の取り付けと同時にセンサの装着が完了する。

本発明の分電盤計測装置が組み込まれた分電盤の正面図である。 図１の母線バーの垂直方向の断面図である。 図１の母線バーの長手方向の断面図である。 回路基板を示す下面図である。 磁気コアと計測部との関係を示す断面図である。 磁気コアと計測部との関係を示す断面図である。 第１の実施形態の配置を説明する断面図である。 第１の他の配置例を説明する断面図である。 第２の実施形態の配置を説明する断面図である。 第２の実施形態の配置を説明する断面図である。 第２の実施形態の他の配置例を説明する断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の分電盤計測装置が組み込まれた分電盤の正面図であり、１は主幹ブレーカ、２は主幹ブレーカ１の二次側端子３に接続された主幹リードバーである。図２、図３に示すように分電盤の底面の中央部には母線バー４が支持台５とスペーサ６によって所定間隔で三段に積層配置されており、主幹リードバー２はこれらの母線バー４にそれぞれ接続されている。なお以下の説明では、主幹ブレーカ１を上側として図１のように垂直な壁面に取付けた状態を基準とし、上下左右及び前後の方向を表現する。

母線バー４の両側には、多数の分岐ブレーカ７が配置されている。本実施形態では分岐ブレーカ７はプラグインブレーカである。図２に示すように、各母線バー４は分岐ブレーカ７の電源側端子８に向って延びる分岐リード部９を備えており、この分岐リード部９の尖端に電源側端子８がプラグイン接続されている。なお本発明において分岐ブレーカ７の電源側端子８がプラグインタイプであることは必須要件ではなく、分岐リードバー等により母線バーに接続するねじ式端子などのその他のタイプであっても差支えない。

図３に示すように、分岐リード部９の周囲には磁気コア１０が設けられている。本実施形態では磁気コア１０は三段の母線バー４のうち、最も手前側（図３では最も上側）の母線バー４に形成された分岐リード部９に設けられ、中段の分岐リード部９に固定された支持部材２１に支持されている。これらの磁気コア１０には、手前側に開口する空隙１１が形成されている。なお磁気コア１０は相互の干渉を避けるため、分岐リード部９の長手方向に交互に位置を変えて千鳥状に配置されている。

一方、図３、図４に示すように、回路基板１２の片面にこれらの各磁気コア１０の空隙１１に挿入される多数の計測部１３が突設されている。すなわち多数の計測部１３が、複数の分岐リード部９に対応する位置に設けられている。そして回路基板１２を母線バー４の前面を覆うように分電盤の底面と平行に取り付けたとき、各計測部１３が磁気コア１０の空隙１１に嵌まり込んで環状の磁路を形成するようになっている。本実施形態では、回路基板１２は配線カバーの裏面に一体的に装着されている。

図４に示すように、この回路基板１２には、各計測部１３に計測用の電力を入力端子１４から供給するための入力電路１５と、各計測部１３の計測信号を出力端子１６に取り出すための出力電路１７とが形成されている。これらの入力電路１５及び出力電路１７はプリント配線とすることができる。なお図４に示すように、計測部１３と出力端子１６との間に、計測部１３の計測信号を処理する処理回路１８が形成されている。

計測部１３は例えばホール素子であり、図５のＡに示すように検出面が磁気コア１０の空隙１１内に垂直に挿入されるように配置される。この構成により、分岐リード部９を通じて分岐ブレーカ７に流れる電流が形成する磁界を検出し、電流値を計測することができる。なお計測部１３は三段中の一相の電流値を検出するのみであるが、分岐ブレーカ７を通じて負荷回路に流れる電流を検出するうえで支障はない。

図５のＡに示す計測部１３は単独で磁気コア１０の空隙１１内に挿入されたが、図５のＢに示すように空隙１１を埋める分割コア１９を形成し、この分割コア１９の計測部１３を取付けてもよい。さらに図６に示すように、磁気コア１０を四角形とし、内側に一対の爪状突起２０を設け、その内部に計測部１３を配置することもできる。しかし検出精度の観点からは、図５のような円形とする方が好ましい。

また計測部１３は必ずしもホール素子とする必要はなく、電路の周囲に発生する磁気を計測することにより電気量が計測できるものであればよい。例えばＣＴの二次巻線を分割コア１９に設けて回路基板１２の出力電路１７に接続し、分割コア１９は磁気コア１０の空隙１１に挿入してＣＴとして磁路を完成させたものとしてもよい。

このように構成された分電盤計測装置は、回路基板１２に設けられた計測部１３が分岐リード部９の周囲に設けられた磁気コア１０の空隙１１に挿入され、各分岐リード部９の電気量を計測するものであり、計測部へ計測用電力を供給する入力電路１５と、各計測部１３の計測信号を出力端子１６に取り出す出力電路１７を回路基板１２に形成することができる。このため従来のように分電盤内に計測部１３の配線を引き回す必要がなく、しかも分岐回路ごとの電気量を測定することができる。

上記した実施形態では、図７に示したように回路基板１２を配線カバー２２と一体化し、母線バー４及び分岐リード部９の前面から取付けた。これにより配線カバー２２を支持部２１に固定すると同時に、磁気コア１０の空隙１１への計測部１３の挿入が完了する。しかし図８に示すように回路基板１２を機器取付板２０と一体化し、機器取付板２０に隣接する母線バー４の分岐リード部９の電流値を計測することも可能である。この場合には計測部１３の空隙１１を機器取付板２０側に開口させることとなる。この実施形態では測定対象となる相が前記の実施形態とは異なるが、分岐ブレーカ７を通じて負荷回路に流れる電流を検出するうえで支障はない。この実施形態においても、従来のように分電盤内に計測部１３の配線を引き回す必要はない。

図９、１０に第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、空隙１１を備えた磁気コア１０は配線カバー２２に一体形成された回路基板１２側に装着されている。回路基板１２に装着された磁気コア１０の基端部にはホール素子等の計測部１３が装着されていて、実施形態１と同様に回路基板１２には、各計測センサ部１３に計測用の電力を入力端子１４から供給するための入力電路１５と、各計測センサ部１３の計測信号を出力端子１６に取り出すための出力電路１７とが形成されている。磁気コア１０の先端部形成された空隙１１は、配線カバー２２で母線バーを覆う時に、分岐リード部９に向かうように切りかかれている。すなわち配線カバー２２を支持部材２１に支持すると、空隙１１が分岐リード部９を通過して分岐リード部９の周縁に取り付けられる。

このような構造であれば、予め分岐リード部９側に磁気コア１０を装着せずとも配線カバー２２を追加するだけで、分岐回路の電気量の計測が可能となる。なお、計測部１３は磁気コア１０のみからなり二次巻線を回路基板１２の出力電路１７に接続するＣＴであってもよい。

図１１に示すように、第２の実施形態では分岐電路は分岐ブレーカ７の負荷側配線２３であってもよい。すなわち、負荷側配線２４を覆う配線カバー２２を回路基板１２と一体に形成し、負荷側に設けた支持部材２４に装着することにより、負荷側配線２３のいずれか一方に磁気コア１０の空隙１１が挿通される。このような構造であれば、分岐リード部がない平板積層の母線バーであっても、負荷側に配線カバー２２を装着するのみで分岐回路の電気量の計測が可能となり、既存の分電盤への適用が容易となる。

以上に説明したように、本発明によれば、分電盤内に計測部１３の配線を引き回すことなく、分岐回路ごとの電気量を測定することができる。

１ 主幹ブレーカ
２ 主幹リードバー
３ 二次側端子
４ 母線バー
５ 支持台
６ スペーサ
７ 分岐ブレーカ
８ 電源側端子
９ 分岐リード部
１０ 磁気コア
１１ 空隙
１２ 回路基板
１３ 計測部
１４ 入力端子
１５ 入力電路
１６ 出力端子
１７ 出力電路
１８ 処理回路
１９ 分割コア
２０ 機器取付板
２１ 支持部
２２ 配線カバー
２３ 負荷側配線
２４ 支持部材

Claims (5)

1. 分電盤の分岐回路ごとの電気量を測定する分電盤計測装置であって、回路基板と複数の磁気コアとからなり、
   回路基板は、複数の分岐電路に対応する位置に設けられた計測部と、計測部の計測結果を出力する出力端子と、各計測部と出力端子とを結ぶ出力電路とを備えたものであり、母線バーを設置した分電盤の底面と平行に、母線バーに積層して配置され、
   各磁気コアは、前記分岐電路の周囲に配置され、その磁路の一部に空隙を備えたものであり、計測部センサが挿入される空隙を回路基板に向けて設置されたことを特徴とする分電盤計測装置。
2. 回路基板は配線カバーと一体に形成されたものであり、配線カバーの装着時に計測部が前記磁気コアの空隙に挿入される構造としたことを特徴とする請求項１記載の分電盤計測装置。
3. 各計測部が、磁気コアの空隙を埋める分割コアに接合されたものであることを特徴とする請求項１記載の分電盤計測装置。
4. 磁気コアが計測部と一体に回路基板に装着され、分岐電路に挿通する空隙を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の分電盤計測装置。
5. 計測部と出力端子との間に、計測部の計測信号を処理する処理回路を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の分電盤計測装置。

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