JP6516548B2 - 開閉器の電流測定システム - Google Patents

Description

本発明は、開閉器に流れる電流を計測する機能を備えた開閉器の電流測定システムに関するものである。

分電盤内に配置された複数の分岐開閉器に流れる電流を計測する手段として、各分岐開閉器の１次側もしくは２次側に変流器を設置して電流検出を行う技術（特許文献１）が開示されている。

ただし、これらの従来技術は、１極ごとに１つのプラグ端子を備える通常の分岐開閉器に流れる電流を検出することを前提とした技術であり、例えば、分電盤内に、通常の分岐開閉器と共に、電流容量の大きい専用開閉器を併存させる場合であって、この電流容量の大きい専用開閉器が、１極ごとに複数の端子を形成して、各端子に流れる電流を低減させたもの（例えば、特許文献２）である場合には、この電流容量の大きい専用開閉器に流れる電流値を検出することはできない。

このため、特許文献１の技術を適用する場合には、上記のような専用開閉器用の電流検出手段を別途設ける必要があり、手間やコストの面から不都合であるという問題があった。

特開平６-１６５３２０号公報 特開２０１４−１７１９３号公報

本発明は、上記の問題を解決して、開閉器の電流測定システムとして、通常の分岐開閉器（１極ごとに１つの端子を備える分岐開閉器）に流れる電流を検出することを前提とした電流センサを備え、かつ、同一のシステム内に、この通常の分岐開閉器と共に、１極に対して複数の端子を有する専用開閉器を併存させる場合であって、前記の電流センサをそのまま使用して、この専用開閉器に流れる電流値の検出も可能とする技術を提供することである。

本発明では、上記の課題を解決する手段として、複数本の母線バーのうち、少なくとも１つの母線バーには、開閉器の一次側端子が接続される分岐バーを複数備え、各分岐バーには、その分岐バーに接続される開閉器に流れる電流を計測する電流センサを配設し、前記開閉器が、１極に対して複数の端子を有する専用開閉器であるとき、この専用開閉器が接続された分岐バーに配置された電流センサの計測値を合算処理する演算手段を備え、この演算手段が、その計測値を合算処理対象とする電流センサを特定する電流センサ特定手段を備え、この電流センサ特定手段は隣接する電流センサを特定するものであることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の開閉器の電流測定システムにおいて、全ての電流センサと接続され、それらの計測データを受信する電流計測装置を備え、この電流計測装置に、前記の電流センサ特定手段の機能を併存させたことを特徴とするものである。

複数本の母線バーのうち、少なくとも１つの母線バーには、開閉器の一次側端子が接続される分岐バーを複数備え、各分岐バーには、その分岐バーに接続される開閉器に流れる電流を計測する電流センサを配設し、電流センサの計測値を合算処理する演算手段を備える構成を採用した本発明によれば、開閉器の電流測定システムとして、通常の分岐開閉器（１極ごとに１つの端子を備える分岐開閉器）に流れる電流を検出することを前提とした電流センサを備え、かつ、同一のシステム内に、この通常の分岐開閉器と共に、専用開閉器を併存させる場合であって、この専用開閉器が、１極ごとに複数のプラグ端子を形成して各端子に流れる電流を低減させたものである場合にも、既設の電流センサをそのまま使用して、専用開閉器に流れる電流値を検出することができる。

なお、前記の演算手段としては、その計測値を合算処理対象とする電流センサを特定する電流センサ特定手段を備えることが好ましく、全ての電流センサと接続され、それらの計測データを受信する電流計測装置を備え、この電流計測装置に、前記の電流センサ特定手段の機能を併存させるものとすることが好ましい。

実施形態１の分電盤の内部概略配置図である。 分電盤の内機を分解して示した図である。 専用開閉器の全体斜視図である。 専用開閉器のプラグ端子の斜視図である。 電流計測装置の説明図である。 専用スペースの説明図である。 実施形態２の分電盤の内部概略配置図である。 電流計測ユニットの説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。以下の実施形態は、本発明に係る電流計測システムを分電盤内で構成したものであるが、本発明は分電盤に限定されるものではない。

（実施形態１）
本実施形態の電流計測システムを構成する分電盤は、図１に示すように、そのケース１内に、主幹開閉器２と複数の分岐開閉器３と電流容量の大きい専用開閉器４を搭載した内機５を収容している。ここで、専用開閉器４とは、通常の分岐開閉器３のブレーカ容量よりも大きな電流が流れる電路の開閉に用いられるものであり、例えば、太陽光発電用などの用途に用いられる専用の開閉器である。

主幹開閉器２の２次側には、図２に示すように、３本の母線バー６ａ、６ｂ、６ｃが積層して配置されている。本実施形態において、母線バー６ａは中性極（Ｎ極）、母線バー６ｂおよび６ｃは電圧極（順に、Ｌ１、Ｌ２極）である。

電圧極である母線バー６ｂ、６ｃは、櫛歯形状を有し、分岐開閉器３および専用開閉器４の一次端子と接続される分岐バー７が複数形成されている。分岐バー７を形成しない側面は、フラットな平面接続部１７として利用することができる。

本実施形態では、母線バー６ｂの分岐バー７と母線バー６ｃの分岐バー７は、それぞれ、反対方向に向けて配置されている。なお、本実施形態では、分岐バー７と母線バー６ｂ、６ｃの一方端部のみを櫛歯形状に一体形成しているが、分岐バー７を母線バー６ｂ、６ｃにネジ固定したり、母線バー６ｂ、６ｃの両端部から分岐バー７を突出させた形状とすることもできる。

最上段の母線バー６ａは、中段の母線バー６ｂと最下段の母線バー６ｃに形成した分岐バー７を覆うサイズに形成されている。

ここで、分岐開閉器３と専用開閉器４は、図３や図５に示すようにプラグイン式としており、各開閉器の一次端子側には、後述する３本の母線バー６ａ、６ｂ、６ｃの対応位置に凹部３０を形成しており、凹部３０内部には、それぞれプラグ端子３ａ、２５が形成し、プラグ端子３ａ、２５が分岐バー７に接続する。また、プラグ端子３ａ、２５を形成しない凹部３０は、母線バー６ｂ、６ｃの平面接続部１７が挿入される。

母線バー６ａ、６ｂ、６ｃは、図示しない主幹リードバーを介して主幹開閉器２の端子部と接続されるため、図２に示すように、母線バー６ａ、６ｂ、６ｃの一端部には、主幹リードバーとの接続に用いる主幹リードバー接続部１４が形成されている。母線バー６ａ、６ｂ、６ｃの他端部には、機能機器（後述する電流計測装置１５等）との接続に用いる機能機器接続部１６が形成されている。機能機器接続部１６は、分岐バー７よりも、幅広に形成させ、後述する電流センサ１８が通過できないように形成している。

母線バー６ａ、６ｂ、６ｃは、図２に示すように、バー支持台８に固定され、各母線バー間には、母線バーと母線バーの間隔を保って支持するスペーサ９が配置されている。

分岐開閉器３や専用開閉器４は、取付台１０に取付られており、分岐開閉器３や専用開閉器４を、分岐バー７に接続する際には、母線バー６ａ、６ｂ、６ｃの方向にスライドさせて、分岐開閉器３や専用開閉器４のプラグ端子３ａ，２５に分岐バー７を挿入することができる。

取付台１０には、図２に示すように、母線バー６ａ、６ｂ、６ｃを中心として、その両側に、分岐開閉器３や専用開閉器４を取り付ける取付部１１、１２が形成されている。

取付部１１と取付部１２の間は、取付部１１、１２よりも窪ませて形成した連結部（以下、凹部１３という）で連結されている。凹部１３は、母線バー６ｃとの絶縁を確保するために、凹状に形成されている。本実施形態では、この凹部１３を、バー支持台８を取り付けるバー支持台取付部として使用している。

本実施形態では、図２に示すように、各分岐バー７には、その分岐バー７に接続される分岐開閉器３や専用開閉器４に流れる電流を計測する電流センサ１８が配設されている。図１や図５に示すように、各電流センサ１８は、通信線２９により電流計測装置１５に接続されている。この電流計測装置１５は、各分岐開閉器３の使用状況表示や電流使い過ぎによる警報通知を行ったり、測定した電流値から電力を演算する演算処理機能等を備えているものである。電流センサ１８の計測値は、電流計測装置１５に表示部を設け、その表示部に表示させたり、電流計測装置１５を介して外部の表示装置に送信し表示させることができる。本実施形態では、分電盤の盤内に電流計測装置１５を配置しているが、分電盤外に配置することもできる。

分岐開閉器３は、１極に対して１つのプラグ端子３ａを備え、１本の分岐バー７に接続されるため、その分岐バー７に配設された電流センサ１８によって電流値を計測することができる。

一方、本実施形態の専用開閉器４は、図３、図４に示すように、電流の一極集中を回避して分電盤内の温度上昇を回避可能すべく、１極に対して２つのプラグ端子２５を備える構造を採用しており、隣接する２本の分岐バー７に接続されるため、各プラグ端子２５に連なる電路を構成する導体の種類および長さが同じ（＝抵抗が同じ）と仮定した場合、各プラグ端子２５を介して流れる電流は、専用開閉器４に流れる電流の約半分となり、各電流センサ１８で計測される電流値をそのまま、専用開閉器４に流れる電流値として用いることはできない。そこで、本実施形態では、上記の電流計測装置１５に、電流センサの計測値を合算処理する演算手段を備えることにより、既設の電流センサをそのまま使用して、専用開閉器４に流れる電流値を検出可能としている。この演算手段を、本実施形態では盤内に形成した電流計測装置１５に備えた構造としているが、分電盤外に設置するものであっても良い。例えば、電流計測装置１５を介して送信された電流値をもとに、外部のＰＣなどの演算処理装置等で演算処理させるものである。

本実施形態では、演算手段とともに、その計測値を前記の合算処理の対象とする電流センサを特定する機能を電流計測装置１５に併存させている。具体的には、図５に示すように、電流計測装置１５に、電流センサ番号を付したＯＮ−ＯＦＦスイッチ２６を設け、スイッチをＯＮ側に切り替えた電流センサ番号に対応した電流センサ１８で計測される電流値を合算処理させている。詳しくは、このＯＮ−ＯＦＦスイッチ２６を切り替えた電流センサ番号において隣接するスイッチが両方ＯＮ側に切り換えていた場合のみ合算処理させるものである。例えば、１つ飛ばしでスイッチがＯＮ側に切り替えていたとしても、その場合は合算処理させないようにすることが好ましい。この合算処理の対象とする電流センサ１８を特定する手段としては、電流計測装置１５にＯＮ−ＯＦＦスイッチ２６を設ける手法に限定されず、電流計測装置１５と接続した外部の表示装置（ＰＣやサーバ）に設定画面を設け選択する手法であっても良い。この外部の表示装置の設定画面で選択する手法であっても、上記と同様に隣接する場合のみ合算処理させるようにすることが好ましい。また、図６に示すように、予め、分電盤内に、前記の専用開閉器４が配置される専用スペース２７を設け、この専用スペース２７に配置される開閉器と接続される分岐バー７に配設される電流センサ２８を、自動的に、合算処理の対象とする手法や、電流センサ１８の推移を電流計測装置１５として時間毎の測定推移を検出し、隣接する電流センサ１８の電流の動きが一致しているものであれば、この隣接する電流センサ１８も専用開閉器４が接続されていると判断し、自動で演算させる手法など、適宜最適な手法を選択することができる。
専用スペース２８の位置は、その専用開閉器４の用途により適宜最適な位置を選択することができる。例えば、本実施形態の専用開閉器４のような太陽光発電に用いる連携用の開閉器は、分電盤の端部に取り付けることが定められているため、専用スペース２８を分電盤の端部に設定しておくことが好ましい。

（実施形態２）
実施形態１では、分岐バー７ごとに、その分岐バー７に接続される分岐開閉器３や専用開閉器４に流れる電流を計測する電流センサ１８が配設されている実施形態を説明したが、他の実施形態として、図７、図８に示すように、複数の電流センサ１８をまとめてユニット化した電流検出センサユニット１９を分岐バー７に配設することもできる。

電流検出センサユニット１９は、図８に示すように、１枚の基板上に複数の電流センサ１８を備えた電流計測基板２０をケース２１で被覆して構成されている。ここで、電流センサ１８の種類は、特に限定されないが、例えば、ＣＴ等を用いることができる。電流検出基板２０には、電流センサ１８を貫通する通過孔部２２が形成され、ケース２１にも、この通過孔部２２に対応する位置に、通過孔部２３が形成されている。なお、通過孔部２３の形状は実施形態に限定されるものではなく、通過孔部２３を電流センサ１８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。

電流検出センサユニット１９は、図７に示すように、これらの通過孔部２２、２３に、分岐バー７を差し込んで、分岐開閉器３や専用開閉器４の一次側に配置される。電流検出センサユニット１９の左右端部の一方には通信線２９を出線する開口部２４が形成されている。この開口部２４から出線された通信線は、前述した電流計測装置１５に接続されている。電流計測装置１５では、実施形態１と同様に、電流センサ１８による計測値の表示や、合算処理等が行われる。

１ ケース
２ 主幹開閉器
３ 分岐開閉器
３ａ プラグ端子
４ 専用開閉器
５ 内機
６ａ、６ｂ、６ｃ 母線バー
７ 分岐バー
８ バー支持台
９ スペーサ
１０ 取付台
１１、１２ 取付部
１３ 凹部
１４ 主幹リードバー接続部
１５ 電流計測装置
１６ 機能機器接続部
１７ 平面接続部
１８ 電流センサ
１９ 電流検出センサユニット
２０ 電流計測基板
２１ ケース
２２ 通過孔部
２３ 通過孔部
２４ 開口部
２５ プラグ端子
２６ ＯＮ−ＯＦＦスイッチ
２７ 専用スペース
２８ 電流センサ
２９ 通信線
３０ 凹部

Claims (2)

1. 複数本の母線バーのうち、少なくとも１つの母線バーには、開閉器の一次側端子が接続される分岐バーを複数備え、各分岐バーには、その分岐バーに接続される開閉器に流れる電流を計測する電流センサを配設し、前記開閉器が、１極に対して複数の端子を有する専用開閉器であるとき、この専用開閉器が接続された分岐バーに配置された電流センサの計測値を合算処理する演算手段を備え、この演算手段が、その計測値を合算処理対象とする電流センサを特定する電流センサ特定手段を備え、この電流センサ特定手段は隣接する電流センサを特定するものであることを特徴とする開閉器の電流測定システム。
2. 全ての電流センサと接続され、それらの計測データを受信する電流計測装置を備え、この電流計測装置に、前記の電流センサ特定手段の機能を併存させたことを特徴とする請求項１記載の開閉器の電流測定システム。