JP6590524B2 - 計測用分電盤 - 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計測用分電盤に関するものである。

ホームエネルギー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、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ＣＴ（変流器）を配置し、電流を計測することが行われている。

この場合、各分岐開閉器にＣＴをそれぞれ個別に配置したり、各ＣＴに個別に配線したりすることは煩雑である。そこで特許文献１に示すように、同一のプリント基板上に、複数の電流センサからなるセンサユニットを形成することが提案されている。

このセンサユニットは、プリント基板の各電流センサに対応する位置に貫通孔を備えており、その内部に分電盤の母線バーと分岐開閉器とを結ぶ分岐バーを貫通させて電流計測を行っている。しかしプリント基板上には様々な電子部品が配置されており、貫通孔の近傍の電子部品と分岐バーとの絶縁距離が確保できなくなることがあった。

そこで特許文献１においては、リング状のアモルファスコアの内部に絶縁板の一部を埋戻し、その中心に導体を貫通させる構造とすることによって、導体と電子部品との間の絶縁距離を確保している。

ところがこのような構造とするとＣＴの径を大きくする必要が生ずる。しかしＣＴの外径は隣合うＣＴとの間隔を確保するために大きくすることができない。この結果、電流を精度よく測定するために必要なコイル巻き数を確保することができず、測定精度が低下するという問題があった。

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、電流計測用基板上に複数のＣＴを配置して各分岐開閉器に流れる電流値の計測を行なう計測用分電盤において、ＣＴの径を大きくすることなく、電流計測用基板上に配置された電子部品と、導電部である分岐バーとの絶縁距離を確保することができる技術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、複数本の母線バーのうち少なくとも１つの母線バーに、分岐開閉器の一次側端子が接続される分岐バーを複数形成するとともに、各分岐バーに接続される分岐開閉器に流れる電流を、ＣＴからなる電流センサが配設された電流計測基板を有する電流計測ユニットによって計測する計測用分電盤において、前記電流センサと前記電流計測基板とを対向させて配置し、前記電流計測基板に形成された分岐バー挿通用の貫通孔に、前記電流計測基板を貫通する絶縁隔壁部を前記電流センサと一体又は別体に形成し、この絶縁隔壁部は、電流センサの電流計測基板に対向する面側にあり、かつ電流センサの通過孔部の内周面よりも外周位置にあることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁隔壁部は、ＣＴからなる電流センサの電流計測基板に対向する面より一体に突設されたものであることを特徴とする。

請求項３の発明は請求項１の発明において、前記電流計測ユニットは電流計測基板を収納するユニットケースを備え、前記絶縁隔壁部は、ユニットケースと一体に形成されたものであることを特徴とする。

本発明では、電流計測基板に形成された分岐バー挿通用の貫通孔の内側に、電流計測基板を貫通する絶縁隔壁部を形成したので、導電部である分岐バーはこの絶縁隔壁部の内部を通過することとなり、電流計測用基板上に配置された電子部品と、導電部である分岐バーとの絶縁距離を確保することができる。このため、電流センサの内径を大きくすることなく絶縁距離を確保することができ、ＣＴの必要なコイル巻数を確保することができ、精度のよい電流計測が可能である。

また、請求項２の発明のように絶縁隔壁部をＣＴからなる電流センサの電流計測基板に対向する面より一体に突設したり、請求項３のようにユニットケースと一体に形成したりすることにより、部品点数を増加させたり、組立工数を増加させる必要がない利点がある。

実施形態の計測用分電盤の内部構造を示す斜視図である。 分岐開閉器を取外した状態を示す斜視図である。 分岐開閉器を取外した状態を示す分解斜視図である。 接続状態を示す断面図である。 電流計測ユニットの外観を示す斜視図である。 電流計測ユニットの内部構造を示す斜視図である。 要部の断面図である。 要部の断面斜視図である。 他の実施形態を示す要部の断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は実施形態の計測用分電盤の内部構造を示す斜視図であり、１は主幹分岐開閉器、２は主幹分岐開閉器の二次側に接続された母線バー、３は母線バー２を挟んで２列に配置された複数の分岐開閉器である。母線バー２は２本の電圧極Ｌ１、Ｌ２と１本の中性極Ｎとからなり、本実施形態においては、安全を考慮して前面側に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。これらの母線バー２は、図２、図３に示すバーホルダ４とスペーサ５とによって、等間隔に保持されている。分岐開閉器３は母線バー２にプラグイン接続されるプラグインブレーカである。

図３に示されるように、電圧極Ｌ１、Ｌ２の母線バー２の一方の側面には、分岐開閉器３に向かって延びる分岐バー６が櫛歯状に突設されている。本実施形態では、Ｌ１の母線バー２は上側に、Ｌ２の母線バー２は下側に分岐バー６が形成されている。これらの分岐バー６の先端には、各列の分岐開閉器３の一次側端子がプラグイン接続される。前面側のＮ極の母線バー２の幅は、電圧極Ｌ１、Ｌ２から突設された分岐バー６を覆うサイズとなっている。なお分岐バー６を母線バー２の両側から突設することも可能である。なお、母線バー２に形成した分岐バー６は一体に形成しているものであるが、母線バー２にネジ止めされるものでも良い。

各分岐開閉器３は、図２、図３に示す分岐開閉器固定板７に固定されている。分岐開閉器固定板７にはスリット８が複数形成されており、分岐開閉器３の底面にはスリット８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３の底面の突起をスリット８に嵌めたうえで母線バー２の方向にスライドさせることによって分岐開閉器３は分岐開閉器固定板７に固定されるとともに、図４に示すように分岐開閉器３の一次側端子９に分岐バー６の先端が挿入される。また、Ｎ極の母線バー２の先端も分岐開閉器３の一次側端子９にプラグイン接続される。

図４に示すように、本発明では母線バー２と分岐開閉器３の一次側端子９との間に、電流計測ユニット１０が取付けられている。図５に電流計測ユニット１０の外観を示し、図６にその内部構造を示す。図６に示されるように、電流計測ユニット１０は１枚の電流計測基板１１に複数の電流センサ１２を取付けたものであり、ユニットケース１３に収納されている。電流センサ１２はリング状の鉄心を備えたＣＴであり、その中心に前記した分岐バー６を通すための通過孔部１４を備えている。また電流計測基板１１にも、分岐バー６を通すための貫通孔１５が形成されている。これらの通過孔部１４と貫通孔１５に分岐バー６を通すことにより、電流センサ１２は分岐バー６を通じて各分岐開閉器３に流れる電流値を計測することができる。

電流計測基板１１には、演算処理部等の電子部品や、配線路が搭載されている。演算処理部は電流センサ１２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１に示す電流計測装置１８に送信する機能等を備えている。この電流計測装置１８は、各電流センサ１２の使用状況表示、電流の使い過ぎの警告通知、外部への電流値の送信等を行なう装置である。本実施形態では図１に示すように、電流計測装置１８は計測用分電盤の内部に配置されているが、盤外に設置することも可能である。

このように電流計測基板１１には電子部品が配置されているため、電流計測基板１１の貫通孔１５に分岐バー６を貫通させると、電流計測基板１１上の電子部品や配線路等と分岐バー６との絶縁距離を確保できなくなる恐れが生ずることは前述の通りである。そこで本発明では図６に示すように、電流計測基板１１に形成された分岐バー挿通用の貫通孔１５の内側に、電流計測基板１１を貫通する絶縁隔壁部１６を形成した。

図７に示すように、この絶縁隔壁部１６は円筒状であり、本実施形態では電流センサ１２と一体に形成されている。絶縁隔壁部１６は少なくとも電流計測基板１１の貫通孔１５を貫通するものであり、本実施形態ではユニットケース１３の貫通孔１７と同一面の位置まで形成している。そしてこの円筒状の絶縁隔壁部１６の内部に、図８に示すように分岐バー６を貫通させる。詳しくは、ＣＴからなる電流センサ１２の電流計測基板１１に対向する面より絶縁隔壁部１６が一体に突出するように形成している。その他に、電流センサ１２の貫通孔部１４を構成する内周面より延長させて絶縁隔壁部１６を形成するものであっても良い。このような構造とすることによって、分岐バー６と電流計測基板１１との間は絶縁隔壁部１６によって遮られ、絶縁距離（空間絶縁距離もしくは沿面絶縁距離）を確保することが可能となる。なお、この絶縁隔壁部１６の開放端部はユニットケース１３を貫通させるものでも良く、図７に示すように、ユニットケース１３と絶縁隔壁部１６が重複するように形成することが好ましい。この場合、分岐バー６と電流計測基板１１との絶縁距離を確実に確保することが可能となるものである。

また、絶縁隔壁部１６を電流センサ１２とは別途に形成するものであっても良いが、図６、図７に示すように、絶縁隔壁部１６を電流センサ１２に一体に形成することが好ましい。この場合、部品点数が少なくなるとともに、絶縁隔壁部１６と電流センサ１２間に隙間が生じないので分岐バー６と電流計測基板１１との絶縁距離を確保することが可能となるものである。また、電流センサ１２の電流計測基板１１に対向する面より絶縁隔壁部１６を形成する構造のため、ＣＴを貫通しないのでＣＴのサイズに影響を及ぼすことがないため、ＣＴの必要なコイル巻数を確保することができ、精度のよい電流計測が可能である。

以上に説明した実施形態では、１枚の電流計測基板１１上に複数の電流センサ１２を取付けたが、電流計測基板１１は必ずしも１枚である必要はない。例えば複数枚に分割してもよく、電流センサ１２と同数に分割して１枚の電流計測基板１１に１つの電流センサ１２を取付けることも可能である。

また以上に説明した実施形態では、絶縁隔壁部１６を電流センサ１２と一体に形成したが、図９に示す第２の実施形態のように、ユニットケース１３の貫通孔１７を構成する隔壁を電流計測基板１１を貫通するように延長し、且つ、ＣＴからなる電流センサ１２の電流計測基板１１に対向する面に当接する絶縁隔壁部１６としたものである。この場合にも電流計測基板１１の内面は円筒状の絶縁隔壁部１６によって覆われるので、その内部を貫通する分岐バー６と電流計測基板１１との間の絶縁距離を確保することができる。本実施形態の構造は電流センサ１２の貫通孔部１４の外側に当接する構造であるため、汎用的なＣＴを用いることが可能である。

以上に説明したように本発明によれば、電流計測用基板１１上に配置された電子部品と、導電部である分岐バー６との絶縁距離を確保することができる。このため、電流センサ１２の内径を大きくすることなく絶縁距離を確保することができ、ＣＴのコイル巻数を変更する必要もないため、精度のよい電流計測が可能である。

１ 主幹分岐開閉器
２ 母線バー
３ 分岐開閉器
４ バーホルダ
５ スペーサ
６ 分岐バー
７ 分岐開閉器固定板
８ スリット
９ 一次側端子
１０ 電流計測ユニット
１１ 電流計測基板
１２ 電流センサ
１３ ユニットケース
１４ 通過孔部
１５ 貫通孔
１６ 絶縁隔壁部
１７ 貫通孔
１８ 電流計測装置

Claims (3)

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、
   分岐開閉器の一次側端子が接続される分岐バーを複数形成するとともに、
   各分岐バーに接続される分岐開閉器に流れる電流を、
   ＣＴからなる電流センサが配設された電流計測基板を有する電流計測ユニットによって計測する計測用分電盤において、
   前記電流センサと前記電流計測基板とを対向させて配置し、
   前記電流計測基板に形成された分岐バー挿通用の貫通孔に、前記電流計測基板を貫通する絶縁隔壁部を前記電流センサと一体又は別体に形成し、
   この絶縁隔壁部は、電流センサの電流計測基板に対向する面側にあり、かつ電流センサの通過孔部の内周面よりも外周位置にあることを特徴とする計測用分電盤。
2. 前記絶縁隔壁部は、ＣＴからなる電流センサの電流計測基板に対向する面より一体に突設されたものであることを特徴とする請求項１に記載の計測用分電盤。
3. 前記電流計測ユニットは電流計測基板を収納するユニットケースを備え、前記絶縁隔壁部は、ユニットケースと一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の計測用分電盤。