JP6448453B2 - 分電盤 - Google Patents

Description

本発明は、盤内に収納された複数の分岐開閉器に流れる電流の計測手段を備えた分電盤に関するものである。

ホームエネルギマネジメントシステム（ＨＥＭＳ）等の普及に伴い、家庭用の分電盤の各分岐開閉器を介して負荷に流れる電流を計測する需要が増加している。このため特許文献１に示すように、分電盤に収納された各分岐開閉器の負荷側に電流センサである変流器を配置し、電流を計測することが行われている。

しかし特許文献１に示される構造では、各分岐開閉器にそれぞれ電流センサを配置して配線作業を行い、さらに各電流センサの検出出力に基づいて検出データの生成を行なうセンサユニットを各電流センサと接続する作業が必要となる。このため配線作業が非常に煩雑で、手間がかかるという問題があった。

また特許文献２には、一つの電流センサブロックに電流センサを複数形成し、端子台への配線を各電流センサに通すことによって複数の端子部の電流検出を行なう技術が開示されている。この特許文献２の構造では、特許文献１のように配線作業が煩雑化することはない。

しかし特許文献２では、同一のプリント基板上に、複数の電流センサとセンサユニットとを形成するほか、各センサユニットの検出データを収集して検出情報として出力する計測制御ユニットに各センサユニットを接続するための伝送路を形成しているため、プリント基板を大型化せざるを得ず、このような大型のプリント基板を備えた電流計測ユニットを分電盤に組み込むためには、分電盤が大型化してしまうという問題があった。また配線作業を簡略化させるために、電流センサブロックを分岐開閉器の一次側に配置した場合にも、やはりその配置スペースを確保するために、分電盤が大型化してしまうという問題があった。

特開平６−１６５３２０号公報 特開平８−２４０６１９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、複数の分岐開閉器に流れる電流計測が可能であるにもかかわらず煩雑な配線作業が不要であり、しかも電流計測ユニットが大型化した場合にも、分電盤を大型化することなく組み込み可能な分電盤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、複数本の母線バーに接続される複数の分岐開閉器と、複数の電流センサを有する電流計測ユニットとを備えた分電盤であって、少なくとも一つの母線バーは分岐開閉器に向かって延びる複数の分岐バーを備え、電流計測ユニットは各分岐バーが電流センサを通過するように形成された複数の通過孔部を備えており、これらの通過孔部に分岐バーを通過させて電流を計測し、電流計測が行われる母線バーに隣接する母線バーに電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とするものである。

請求項２発明は請求項１の発明において、複数の分岐開閉器は分岐開閉器固定板に固定されており、この分岐開閉器固定板にも電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とするものである。

請求項３の発明は請求項２の発明において、前記分岐開閉器及び電流計測ユニットは母線バーの両側に配置されたものであり、片側の電流計測ユニットを母線バーの挿入孔に挿入し、反対側の電流計測ユニットを分岐開閉器固定板の挿入孔に挿入したことを特徴とするものである。

請求項４の発明は請求項１から請求項３の発明において、電流計測ユニットは、複数の電流センサを有する電流計測基板をユニットケースに収納したものであり、電流計測基板は電流センサの電流計測値の演算処理を行う演算処理部を配置する突出部を形成し、母線バーまたは分岐開閉器取付板の挿入孔には、電流計測ユニットの突出部の収納部を挿入したことを特徴とするものである。

請求項５の発明は請求項３の発明において、両方の電流計測ユニットを隣接させて配置したことを特徴とするものである。

請求項６の発明は、複数本の母線バーに接続される複数の分岐開閉器と、複数の電流センサを有する電流計測ユニットとを備えた分電盤であって、少なくとも一つの母線バーは分岐開閉器に向かって延びる複数の分岐バーを備え、電流計測ユニットは各分岐バーが電流センサを通過するように形成された複数の通過孔部を備えており、これらの通過孔部に分岐バーを通過させて電流を計測し、複数の分岐開閉器は分岐開閉器固定板に固定されており、この分岐開閉器固定板に電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の電流センサを有する電流計測ユニットを用いて各分岐バーの電流値を計測するので、複数の分岐開閉器に流れる電流計測が可能であり、しかも煩雑な配線作業は不要である。また、電流計測ユニットの挿入孔を母線バーや分岐開閉器固定板に形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したので、電流計測ユニットが大型化した場合にも電流計測ユニットの設置スペースを確保することができる。従って電流計測ユニットが大型化した場合にも分電盤を大型化することなく、取付け可能である。

請求項４の発明のように、電流計測ユニットの演算処理部を配置する突出部を挿入孔に挿入することにより、電流計測ユニットの長手方向の幅を抑えることが可能となり、さらに分電盤の長手方向も幅狭に形成可能である。また請求項５の発明のように、両方の電流計測ユニットを隣接させて配置すれば、分電盤を幅狭に形成可能である。

分電盤のカバーを省略した状態で示す斜視図である。 分電盤の内機を示す斜視図である。 分岐開閉器を省略した斜視図である。 電流計測ユニットを省略した斜視図である。 分電盤の内機を示す分解斜視図である。 分電盤の内機を示す断面図である。 分電盤の内機を示す底部斜視図である。 電流計測ユニットの斜視図である。 電流計測基板の斜視図である。 電流計測基板の背面斜視図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は、実施形態の分電盤を、カバーを省略した状態で示す斜視図である。この図において、１は分電盤のケース、２は主幹開閉器、３は主幹開閉器２の二次側に接続された母線バー、４は母線バー３の両側に２列に配置された分岐開閉器、５は分岐開閉器固定板である。以下に各部分の詳細を説明する。

図２、図３、図４に示すように、母線バー３は複数本を積層したもので、２本の電圧極Ｌ１、Ｌ２と１本の中性極Ｎとからなる。本実施形態においては安全上、最上段にＮ極が配置されているが、これに限定されるものではない。各母線バー３は、図５に示されるバーホルダ６とスペーサ７によって等間隔に保持されている。

図４、図５に示されるように、電圧極Ｌ１、Ｌ２の母線バー３の一方の側面には、分岐開閉器４に向かって延びる複数の分岐バー８が櫛歯状に突設されている。電圧極Ｌ１と、Ｌ２では、分岐バー８の突出方向は逆になっている。これらの分岐バー８の先端には、図６に示されるように一方の列の分岐開閉器４の一次側端子がプラグイン接続される。なお最上段のＮ極の母線バー３の幅は、電圧極Ｌ１、Ｌ２の分岐バー８を覆うサイズとなっている。なお、分岐バー８は母線バー３の端部の一方の側面に形成しているものであるが、母線バー３の両側面から分岐バー８を突出させた形状とすることもできる。

図５に示されるように、電圧極Ｌ１、Ｌ２の母線バー３の分岐バー８とは反対側の側面は直線状の平面接続部９となっており、図６に示されるように他方の列の分岐開閉器４の一次側端子がプラグイン接続される。また、母線バー３の主幹開閉器２側の端部には主幹リードバー接続部１０が形成されており、主幹リードバーにより主幹開閉器２と接続される。母線バー３の他方の端部には機能機器接続部１１が形成され、後述する電流計測装置２２等の機能機器が接続される。この機能機器接続部１１は分岐バー８よりも幅広に形成されている。

この実施形態では分岐バー８は母線バー３と同一平面に形成されているが、必ずしも同一平面とする必要はない。またこの実施形態では分岐バー８は母線バー３と一体に形成されているが、別体に形成した分岐バー８を母線バー３に対してねじで固定する構造としてもよい。

ここで、分岐開閉器４は、図６に示すようにプラグイン式であり、分岐開閉器４の一次端子側には、３本の母線バー３の対応位置に凹部３０を形成しており、凹部３０内部には、一次側端子となるプラグ端子３０ａを形成し、プラグ端子３０ａが分岐バー８に接続する。また、プラグ端子３０ａを形成しない凹部３０は、母線バー３の平面接続部９に挿入される。

各分岐開閉器４は、分岐開閉器固定板５に固定されている。分岐開閉器固定板５には図３に示されるようなスリット１２が複数形成されており、分岐開閉器４の底面にはこのスリット１２に係合する突起が形成されている。周知のように、分岐開閉器４は突起をスリット１２に嵌めたうえで、母線バー３の方向にスライドさせることによって分岐開閉器固定板５に固定されるとともに、分岐開閉器４の一次側端子に分岐バー８の先端が挿入される。

図４に示すように、分岐開閉器固定板５の中央部は母線バー３との絶縁距離を確保できるように凹部１３となっており、この凹部１３に母線バー３の端部を支持するバー支持台１４が取付けられている。

分岐開閉器４の一次側には、電流計測ユニット１５が取付けられている。図８〜図１０に示すように、電流計測ユニット１５は複数の電流センサ１６を有する。これらの電流センサ１６は１枚の電流検出基板１７に取付けられており、絶縁性のユニットケース１８に収納されている。本実施形態では電流センサ１６はＣＴであるが、これに限定されるものではない。電流計測ユニット１５は各電流センサ１６を貫通する通過孔部１９を備えており、分岐バー８をこれらの通過孔部１９に通して分岐バー８を流れる電流を計測している。なお通過孔部１９の形状は実施形態に限定されるものではなく、通過孔部１９を電流センサ１６の種類によっては切欠き状のものとし、分岐バー８の上方から差し込むこともできる。

図８に示すように、電流計測ユニット１５の端部には開口部２０が形成され、通信線を出線できるようになっている。

図１０に示すように、電流検出基板１７には演算処理部２１が搭載されている。演算処理部２１は電流センサ１６の電流計測値をアナログ−デジタル変換したり、電流値から電力を演算したりする演算処理機能を備えているほか、測定値を図２に示した電流計測装置２２に送信する機能を備えている。この電流計測装置２２は、各電流センサ１６の使用状況表示や電流使い過ぎによる警報通知または、盤外に電流センサ１６の電流値の送信等を行うものである。この実施形態では電流計測装置２２は分電盤のケース１内に配置されているが、盤外に設置することもできる。電流検出基板１７は上端に部分的な突出部２３を備え、図１０に示すように演算処理部２１はこの突出部２３に配置されている。このため突出部２３の収納部となる電流計測ユニット１５の上面を図８に示すように部分的に突出している。突出部２３を形成することによって、電流計測ユニット１５の長手方向の幅を抑えることが可能となり、さらに、分電盤の長手方向も幅狭に形成可能である。

図２に示すように、電流計測装置２２は各電流センサ１６や演算処理部２１と通信線２４を介して接続されており、電流値の測定や電流センサ１６のオンオフを行なう。電流計測装置２２は計測値の表示機能や、外部の表示装置等への通信機能を持つものであってもよい。

図４、図５に示すように、最上段のＮ極の母線バー３には、電流計測ユニット１５の挿入孔２５が形成されており、図２、図３に示すように、電流計測ユニット１５の一部がこの挿入孔２５に挿入されている。図５に示すように、電流計測ユニット１５は中央の電圧極Ｌ１の電流値を計測しており、電流計測が行われる母線バー３に隣接する母線バー３に電流計測ユニット１５の挿入孔２５が形成されている。

このように電流計測ユニット１５の一部を母線バー３の複数の挿入孔２５に挿入したので、電流計測ユニット１５が大型化した場合にも分電盤の寸法を拡大することなく、電流計測ユニット１５を収納することができる。なお電流計測ユニット１５の外部は絶縁性のユニットケース１８で覆われており、充電部である母線バー３との絶縁を確保している。なお、本実施形態においては、電流計測ユニット１５の突出部２３に対応する収納部を挿入孔２５に挿入する。電流検出基板１７を凸凹状ではなくフラットに形成した場合には、母線バー３の挿入孔２５を１つの長孔状に形成し、電流計測ユニット１５を挿入孔２５に挿入するものとしても良いが、本実施形態のように、挿入孔２５を複数に形成し、電流計測ユニット１５を凸凹状とし、挿入孔２５の開口面積を小さくすることによって、母線バー３の放熱面積の減少を抑えつつ分電盤の大型化を防止している。

この実施形態では電圧極Ｌ１の電流値を計測し、隣接するＮ極の母線バー３に電流計測ユニット１５の挿入孔２５を形成したが、他の隣接する電圧極Ｌ２に挿入孔２５を形成することも可能である。しかし電圧極に挿入孔２５を形成するとその電流容量が減少するため、挿入孔２５はＮ極に形成する方が好ましい。なおこの実施形態では電流計測ユニット１５の一部が挿入孔２５を貫通するように挿入しているが、母線バー３の上面と同一平面となるように挿入してもよい。

図４に示すように、前記した分岐開閉器固定板５の凹部１３にも、挿入孔２５と同様の電流計測ユニットの挿入孔２６が形成されている。そして図６、図７に示すように、電圧極Ｌ２の電流計測を行なう電流計測ユニット２７の一部がこの挿入孔２６に挿入されている。なお電圧極Ｌ２の電流計測を行なう電流計測ユニット２７は、電流計測ユニット１５とは上下が反転されている。このような構造を採用することにより、電流計測ユニット２７が大型化した場合にも、分電盤の寸法を拡大することなく、電流計測ユニット２７を収納することができる。

なお、本実施形態においては、電流検出基板１７は上端のみに部分的な突出部２３を備え、母線バー３または分岐開閉器固定板５の何れか一方に電流計測ユニット１５が挿入されることについて説明したが、電流検出基板１７の上下端部の両方に突出部２３を形成するものであっても良い。その場合、電流計測ユニット１５も同様に突出部２３に対応する収納部上下端部に形成するとともに、母線バー３または分岐開閉器固定板５の複数に電流計測ユニット１５の収納部の挿入孔２５を設けておくものである。詳しくは、電圧極Ｌ１の電流値を計測する場合は、隣接するＮ極の母線バー３とＬ２極の母線バー３に挿入孔２５を設け、各々の挿入孔２５に電流計測ユニット１５を挿入するものや、電圧極Ｌ２の電流値を計測する場合は、分岐開閉器固定板５とＬ１極の母線バー３に挿入孔２５を設け、各々の挿入孔２５に電流計測ユニット１５を挿入するものである。

以上に説明した実施形態では、Ｎ極の母線バー３に電流計測ユニット１５の挿入孔２５を形成するとともに、分岐開閉器固定板５にも電流計測ユニット２７の挿入孔２６を形成した。これによって図６に示されるように、電流計測ユニットを段違いに配置することができる。母線バー３のバーホルダ６を母線バー３の両端部に配置するようにしたため、電流計測ユニット１５と電流計測ユニット２７とは隣接するように配置され、それぞれの電流計測ユニットの開口部２０が一つの開口部として形成されそれぞれの電流計測ユニット１５の通信線２４が出線される。このような配置を採用することにより、分電盤の幅（図６における左右方向幅）を狭くすることができる。

また請求項６の発明のように、分岐開閉器固定板５のみに電流計測ユニット２７の挿入孔２６を形成することもできる。この場合には実施形態の半分であるが、分電盤の寸法抑制効果を得ることができる。同様の理由で、Ｎ極の母線バー３のみに電流計測ユニット２７の挿入孔２５を形成するものであっても良いことは勿論である。

なお上記のように、母線バー３の挿入孔２５や分岐開閉器固定板５の挿入孔２６に電流計測ユニット１５、２７を挿入することにより、上下左右方向（分岐開閉器固定板５と平行な方向）への電流計測ユニットの移動を規制することができる。また図６に示されるように、電流計測ユニットの反対面は隣接する母線バー３の平面接続部９により位置規制される。このため前後方向（分岐開閉器固定板５に対して垂直方向）への移動も規制される。この結果、電流計測ユニット１５、２７の位置は完全に規制されることとなる。

以上に説明したように本発明によれば、電流計測ユニット１５、２７の挿入孔２５、２６を母線バー３や分岐開閉器固定板５に形成し、電流計測ユニット１５、２７の一部をこの挿入孔に挿入したので、電流計測ユニットが大型化した場合にも電流計測ユニットの設置スペースを確保することができ、分電盤を大型化する必要がない。

１ 分電盤のケース
２ 主幹開閉器
３ 母線バー
４ 分岐開閉器
５ 分岐開閉器固定板
６ バーホルダ
７ スペーサ
８ 分岐バー
９ 平面接続部
１０ 主幹リードバー接続部
１１ 機能機器接続部
１２ スリット
１３ 凹部
１４ バー支持台
１５ 電流計測ユニット
１６ 電流センサ
１７ 電流検出基板
１８ ユニットケース
１９ 通過孔部
２０ 開口部
２１ 演算処理部
２２ 電流計測装置
２３ 突出部
２４ 通信線
２５ 挿入孔
２６ 挿入孔
２７ 電流計測ユニット
３０ 凹部

Claims (6)

1. 複数本の母線バーに接続される複数の分岐開閉器と、
   複数の電流センサを有する電流計測ユニットとを備えた分電盤であって、
   少なくとも一つの母線バーは分岐開閉器に向かって延びる複数の分岐バーを備え、
   電流計測ユニットは各分岐バーが電流センサを通過するように形成された複数の通過孔部を備えており、これらの通過孔部に分岐バーを通過させて電流を計測し、電流計測が行われる母線バーに隣接する母線バーに電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とする分電盤。
2. 複数の分岐開閉器は分岐開閉器固定板に固定されており、この分岐開閉器固定板にも電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
3. 前記分岐開閉器及び電流計測ユニットは母線バーの両側に配置されたものであり、片側の電流計測ユニットを母線バーの挿入孔に挿入し、反対側の電流計測ユニットを分岐開閉器固定板の挿入孔に挿入したことを特徴とする請求項２記載の分電盤。
4. 前記電流計測ユニットは、複数の電流センサを有する電流計測基板をユニットケースに収納したものであり、電流計測基板は電流センサの電流計測値の演算処理を行う演算処理部を配置する突出部を形成し、
   母線バーまたは分岐開閉器取付板の挿入孔には、電流計測ユニットの突出部の収納部を挿入したことを特徴とする請求項１から請求項３何れかに記載の分電盤
5. 両方の電流計測ユニットを隣接させて配置したことを特徴とする請求項３記載の分電盤。
6. 複数本の母線バーに接続される複数の分岐開閉器と、複数の電流センサを有する電流計測ユニットとを備えた分電盤であって、
   少なくとも一つの母線バーは分岐開閉器に向かって延びる複数の分岐バーを備え、電流計測ユニットは各分岐バーが電流センサを通過するように形成された複数の通過孔部を備えており、これらの通過孔部に分岐バーを通過させて電流を計測し、
   複数の分岐開閉器は分岐開閉器固定板に固定されており、この分岐開閉器固定板に電流計測ユニットの挿入孔を形成し、電流計測ユニットの一部をこの挿入孔に挿入したことを特徴とする分電盤。

Images