JP6611475B2 - 異常判定システム - Google Patents

Description

本発明は、分電盤に接続された特定の負荷に地震によって異常が生じたか否かを自動的に判定することができる異常判定システムに関するものである。

大規模地震の発生に伴う漏電火災や感電事故を防止するために、分電盤に感震リレー等の地震検出手段を取付け、所定震度以上の地震を検出したとき分電盤のブレーカを遮断する技術が実用化されている。例えば特許文献１には、地震発生時に直ちに電源を遮断すべき系統と、電源を遮断すべきでない系統とを区別し、夜間に地震が発生しても家屋内が全停電状態とならないようにすることが記載されている。

強い地震が発生した場合、分電盤に接続された負荷、すなわち電気機器が地震の影響を受け、何らかの異常を生じている可能性がある。例えば電気機器が破損して内部で短絡しているような場合には、復電時に短絡電流が流れ、その電気機器が接続されている分岐回路のブレーカがトリップするので、電気機器の異常発生を直ちに確認することができる。しかしブレーカは定格以内の電流ではトリップしないため、電気機器に流れる電流が僅かに増加していたような場合や、逆に電気機器に流れる電流が異常に減少していたような場合には、異常発生を確認することは容易ではない。このような場合には、ユーザが気付かないまま電気機器を使用し続け、火災事故等の原因となる可能性がある。

特開平１０−１０８３２１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、電気機器が地震の影響を受けて何らかの異常を生じたか否かを、自動的に判定してユーザに知らせることができる異常判定システム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異常判定システムは、分電盤に接続された特定の負荷の電気情報を測定する測定手段と、測定された電気情報を記録する記録手段と、地震を検出する地震検出手段と、地震発生の前後における特定の負荷の電気情報を比較し、地震発生後の異常の有無を判定する判定手段とを備え、測定手段は電気情報の他に周囲の温度と時間帯の少なくとも一方を測定するものであり、判定手段は地震発生の前後において、周囲の温度と時間帯の少なくとも一方が近似する状態における特定の負荷の電気情報を比較するとともに、地震発生後の負荷ごとに設定される所定期間の電気情報に基づいて異常の有無を判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の発明は請求項１の発明において、前記地震検出手段は、所定震度以上の地震を検出したとき分電盤のブレーカを遮断する機能を備え、前記判定手段は、遮断されたブレーカが再投入された後の電気情報に基づいて異常の有無を判定するものであり、かつ前記判定手段は、地震検出手段により検出された揺れが所定値を超えるごとに判定する負荷を変更することを特徴とするものである。

本発明の異常判定システムによれば、分電盤に接続された特定の負荷（電気機器）に地震によって異常が生じたか否かを自動的に判定することができるので、地震によって異常が生じた電気機器を知らずに使い続けることによる事故を未然に防止することができる。

本発明の異常判定システムの全体構成を示す説明図である。 実施形態の計測装置の外観図である。 実施形態の計測装置の外観図である。 冷蔵庫に流れる電流値の例を示すグラフであり、実線が地震発生前、破線が地震発生後を示す。 本発明のフローチャートである。

以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は本発明の異常判定システムの全体構成を示す説明図であり、１は分電盤、２は分電盤１の主幹ブレーカ、３は主幹ブレーカ２の二次側に接続された母線バー、４はこの母線バー３に接続された分岐ブレーカである。従来と同様、商用電源が主幹ブレーカ２の一次側に接続され、各分岐ブレーカ４を通じて負荷である電気機器に給電している。本実施形態の分電盤１は家庭用の分電盤であるが、工業用の配電盤であっても差し支えない。

本実施形態においては、図１中のＡと記した分岐ブレーカ４に冷蔵庫が接続され、Ｂと記した分岐ブレーカ４に電気温水器が接続されている。これらは定常的に電流が流れる定常負荷である。またＣとＤの分岐ブレーカ４には一次的負荷である洗濯機や電子レンジなどが接続されている。本発明は特に定常負荷の異常検出に適したものであるので、本実施形態では特定の負荷として冷蔵庫と電気温水器を選択しているが、後述するように特定の負荷を必ずしも定常負荷に限定する必要はない。

図１に示すように、各分岐ブレーカ４には負荷の電気情報を測定する測定手段５が取付けられている。測定手段５としては負荷電流を測定するＣＴを用いることができる。しかし測定手段５はＣＴに限定されるものではなく、ホール素子、磁気検出素子、その他の電流検出手段を用いることもできる。ここで電気情報とは、電流、電圧、電力などを意味するものである。図１では分岐ブレーカ４の一次側に測定手段５を配置したが、負荷電流を測定できればよいため、二次側に配置しても差し支えない。また図１では全部の分岐ブレーカ４に測定手段５を取付けたが、特定の負荷が接続されているＡ、Ｂの分岐ブレーカ４のみに取付けても良い。

各測定手段５の出力は計測装置６に集められ、ＨＥＭＳ（ホームエネルギマネジメントシステム）７と通信回線８を介してサーバ９に送られる。サーバ９は判定手段１０を備えている。またサーバ９にはデータベースが格納された記録手段１１が接続されており、測定された電気情報を蓄積する。なお、どの分岐ブレーカ４にどのような負荷（電気機器）が接続されているかは、ＨＥＭＳ７を介して予めサーバ９に登録しておくものとする。

図２に示すように、分電盤１の計測装置６には、各測定手段５の出力を通信可能な電気情報に変換する電流計測手段１１と、ＨＥＭＳ７への通信手段１２の外に、地震検出手段１３が組み込まれている。地震検出手段１３は例えば感震リレーであり、所定震度以上の震動を検出するとその旨を通信手段１２を通じてサーバ９に出力する。なお図３に実施形態の計測装置６の外観図を示す。

実施形態では地震検出手段１３は電流計測手段１１と同一サイズにモジュール化され、分電盤１の内部に組み込まれている。しかし地震検出手段１３は必ずしも分電盤１の内部に組み込む必要はない。

このほか、分電盤１の近傍あるいは特定の負荷の設置位置の付近に温度センサ１４を配置し、温度情報を計測装置６を通じて、あるいはＨＥＭＳ７を通じてサーバ９に入力できるようにしておくことが好ましい。例えば冷蔵庫や電気温水器は、周囲の温度によって消費電力が大きく変動するためである。

以下に本発明の異常判定システムの機能を説明する。
分電盤１に接続された特定の負荷の電気情報は測定手段５によって測定され、サーバ８に送られる。サーバ９はその電気情報を記録手段１１のデータベースに蓄積する。ただし通信容量や記憶容量を低減させるため、適当な時間間隔、例えば１０〜６０分間隔で特定の負荷に流れる電気情報を記録すればよい。なお所定期間（１週間〜１か月）を経過した情報は削除してもよいが、保管しておいてビッグデータとして活用することができる。例えば温度情報、時間情報と共に記録しておき、過去の同じような気温での比較に使うことができる。

地震が発生し地震検出手段１３が所定震度以上、例えば震度５以上の震動を検出したときには、計測装置６はサーバ８に震度と発生時刻を送信するとともに、主幹ブレーカ２を遮断して全負荷への給電を停止する。これによって震災に伴う漏電火災や感電事故を防止することができる。ただしこの場合、主幹ブレーカ２を遮断することなく、非常用負荷を除く一般負荷に給電している分岐ブレーカ４を遮断し、避難用の非常灯への給電を続けることもできる。なお地震の震度が大きい場合には、商用電源が停電状態となる場合もある。

地震が収まり、商用電源が復電した後、主幹ブレーカ２または分岐ブレーカ４を再投入して負荷への給電が再開される。家庭用の分電盤１の場合には、ブレーカの再投入は人為操作によるのが普通であるが、負荷の再投入は人為操作であっても、自動投入であってもよい。例えば洗濯機等の負荷の再投入は人為操作により、冷蔵庫等の負荷の再投入は自動的に行われる。

負荷への給電が再開されると、特定の負荷の電気情報の測定も再開され、記録手段１１のデータベースに所定期間データを蓄積した後に、比較のために使用される。この所定期間は２４時間〜１週間が好ましいが、任意に設定可能である。特に暖房器具等の特定の負荷に対しては、さらに短い期間を設定してもよい。サーバ９の判定手段１０は特定の負荷の地震発生前の電気情報と地震発生後の電気情報とを比較し、閾値を超える差分が検出された場合には、その負荷が地震によって何らかの故障を生じた可能性があると判断し、警告表示する。

例えば図４はある気温における特定の負荷である冷蔵庫が接続された分岐ブレーカ４に流れる電流値を示すグラフであり、実線が地震発生前のデータであり、破線が地震発生後のデータである。図示のように地震発生後は最大電流値が地震発生前の最大電流値を大きく上回っており、冷蔵庫に異常発生の可能性があると判定される。判定の方法は最大値を比較するだけでなく、最小値の比較や、最大値と最小値との差分の比較、積分値の比較など様々な方法を、負荷の種類に応じて採用することができる。

ただし比較を行う際には、温度や時刻その他の環境条件の変化を考慮するものとする。気温が上昇すれば冷蔵庫の消費電力は上昇し、電気温水器の消費電力は低下する。また深夜は冷蔵庫の消費電力は低く、電気温水器の消費電力は増加するのであるから、温度センサ１４により測定された温度情報を判定手段１０に送り、地震発生前後の比較を行う際には環境条件や時間帯を揃えるように調整を加えるものとする。

なお、洗濯機や電子レンジ等の一般的負荷であっても、比較条件を同じにすれば判定手段１０によって異常判定を行なうことができる。このため特定の負荷は必ずしも定常負荷に限定されるものではない。

このように地震発生の前後における特定の負荷の電気情報を比較し、地震発生後の電気情報に異常があると判定された場合には、判定手段１０は警告表示を行なうのであるが、その手段としては、ＨＥＭＳ７を用いた表示、計測装置６を用いた表示、携帯端末を用いた表示など様々な表示方法が可能である。また異常の程度によっては、分電盤１の主幹ブレーカ２や分岐ブレーカ４を遮断することもできる。また、遮断信号は地震検出手段１３から出力してもよい。この場合、地震と区別するようにＨＥＭＳ７に記録するものとする。

以上に説明した本発明のフローを、図５に示す。

上記の実施形態では、分岐回路に電気情報の測定手段５を取付けたが、主幹ブレーカ２に電気情報の測定手段５を取付けることも可能である。この場合には分岐回路毎の電気情報を想定することはできないが、全負荷回路の電気情報を把握することができ、上記と同様に地震発生前後の電気情報を比較し、異常の有無を検出することができる。

また上記の実施形態では、判定回路１０をサーバ９に搭載したが、ＨＥＭＳ７や計測装置６に搭載することもできる。この場合には、サーバ９からデータを読み込み判定する。

なお、地震検出手段１３は加速度センサで揺れの大きさを記録するものとし、揺れが所定値を超えるごとに判定する負荷を変更してもよい。

以上に説明したように、本発明の異常判定システムによれば、地震によって電気機器に異常が発生したか否かを自動的に判定することができるので、地震により故障した電気機器をユーザが気付かないまま使用し続ける危険を防止することができる。

１ 分電盤
２ 主幹ブレーカ
３ 母線バー
４ 分岐ブレーカ
５ 測定手段
６ 計測装置
７ ＨＥＭＳ
８ 通信回線
９ サーバ
１０ 判定手段
１１ 記録手段
１２ 通信手段
１３ 地震検出手段
１４ 温度センサ

Claims (2)

1. 分電盤に接続された特定の負荷の電気情報を測定する測定手段と、
   測定された電気情報を記録する記録手段と、
   地震を検出する地震検出手段と、
   地震発生の前後における特定の負荷の電気情報を比較し、
   地震発生後の異常の有無を判定する判定手段とを備え、
   測定手段は電気情報の他に周囲の温度と時間帯の少なくとも一方を測定するものであり、
   判定手段は地震発生の前後において、周囲の温度と時間帯の少なくとも一方が近似する状態における特定の負荷の電気情報を比較するとともに、地震発生後の負荷ごとに設定される所定期間の電気情報に基づいて異常の有無を判定するものであることを特徴とする異常判定システム。
2. 前記地震検出手段は、所定震度以上の地震を検出したとき分電盤のブレーカを遮断する機能を備え、
   前記判定手段は、遮断されたブレーカが再投入された後の電気情報に基づいて異常の有無を判定するものであり、かつ前記判定手段は、地震検出手段により検出された揺れが所定値を超えるごとに判定する負荷を変更することを特徴とする請求項１記載の異常判定システム。

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