JP6741314B2 - 差込接続ユニット - Google Patents

Description

本発明は、プラグ受けを備えたコンセントに接続される差込接続ユニットに関し、より詳しくは、地震による揺れを検出して前記コンセントが接続された電気回路上の回路遮断器を作動させる機能を備えた差込接続ユニットに関するものである。

従来から地震による揺れを検出してコンセントが接続された電気回路上の回路遮断器を作動させる機能を備えた差込接続ユニットは種々開示されている。

例えば、特許文献１に開示された例について図４を用いて説明する。図４に記載された差込接続ユニットは、低圧電源の母線１に通じるコンセントタップ２及びコンセントプラグ４に接続される中間コンセントプラグ３として構成されている。母線１には前記回路遮断器としての漏電ブレーカ１１が配設され、前記コンセントタップ２は分岐ブレーカ１２を経て屋内の適宜箇所に配設されている。コンセントタップ２には、差込電極受け金具２１、２１と差込アース電極受け金具２２が設けられ、この差込アース電極受け金具２２は接地されている。

前記中間コンセントプラグ３には、異常状況としての地震による揺れを検知する異常検出器３５が備えられており、該異常検出器３５が揺れを感知すると電気信号が地絡発生回路のスイッチ部３７に出力される。そして、このスイッチ部３７が作動し、差込電極受け金具が設けられた給電電路と差込アース電極受け金具が設けられた接地電路との間に微弱な地絡電流を発生させる。これにより、電路に生じた電気回路上の不平衡電流を母線１に配設された漏電ブレーカ１１が検知して回路遮断器が作動し、電路全体の電流を遮断する。

このように、特許文献１においては、従来から用いられている漏電ブレーカ１１を備えた給電回路において、通常に配置されている任意のコンセントタップ２に異常検出器３５等を備えた中間コンセントプラグ３を備えて構成し、特別な取付工事を必要とすることなく、希望する場所における地震などの異常を検知し、前記漏電ブレーカ１１を作動させることにより、電路の電流を遮断して電気火災を未然に防止している。

また、特許文献２に開示された例について図５を用いて説明する。図５に記載された差込接続ユニットは、特許文献１と同じく、低圧電源の母線２４に通じるコンセントタップ２６に接続されるコンセントプラグ１０として構成されている。差込接続ユニットを構成するケース１２内には漏電発生部が備えられており、地震による揺れを検知すると、漏電発生部を作動させて屋内商用電線に不平衡電流を発生させることによって、各家屋に通常設置されている漏電ブレーカを作動させて家屋の通電を遮断する。このように、特許文献２においても、特別な取付工事を必要とすることなく、地震などの異常を検知した場合には、コンセント回路が接続される漏電ブレーカを作動させて、電路の電流を遮断して電気火災を未然に防止している。

特開平９−３２７１１９号公報 特開平９−１４７７２８号公報

地震を検知した場合に、電気回路上に漏電電流を発生させることにより、回路遮断器を作動させて電流を遮断させるコンセントプラグ型の差込接続ユニットは、その導入にあたり特別な取付工事を必要とすることなく導入できるため大変利便性がよいが、その一方で、該差込接続ユニットが正常に動作し得る前提条件として、コンセント回路における電気配線が正しく配線されている必要がある。

即ち、コンセントに接続される極として、電圧極（Ｌ）、中性極（Ｎ）、接地極（Ｅ）の３つの極があるが、これら極の接続が、所定の端子に正しく接続されている場合にのみ、前記差込接続ユニットは初めて正常に動作し得るものなのである。

全てのコンセントにおける配線は、正しく配線されていることが望ましいが、稀に、配線工事の際に極性が誤って接続されたり、経年的な使用を経るうちに、端子の接触不良が生じ、導通不良に至るおそれがあった。

このような場合において、差込接続ユニット自体には電源が供給されて動作しているにも関わらず、発生させた不平衡電流たる擬似的な漏電電流が電気回路上の回路遮断器によって検出されなかったり、また、差込接続ユニットに正しい電源供給が行われず、正しい動作が行われない状況が発生し得るという課題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、差込接続ユニットが接続されるコンセントにおいて、正常に動作し得る配線状態が確保されていなくとも、回路遮断器を動作させる機能を備えた差込接続ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明においては、コンセント回路に接続して用いられる差込接続ユニットであって、コンセントに設けられた夫々の極におけるプラグ受けに対応して差し込まれるプラグ刃と、該プラグ刃に電気的に接続されて駆動用電源を取得する電源回路と、該電源回路に接続される蓄電部と、前記コンセント回路に地絡電流を発生させる地絡電流発生部とを有するとともに、前記プラグ受けにおける夫々の極間の電圧を測定し極性の確認を行う極性確認部を備え、電圧が確認できた極間に地絡電流を発生させることを特徴として差込接続ユニットを提供したものである。

上記の構成によれば、前記プラグ受けにおける夫々の極間の電圧を測定し極性の確認を行う極性確認部を備え、電圧が確認できた極間に地絡電流を発生させるよう構成したため、極間の電圧を測定し極性の確認を行うことで、例えば、電圧極と接地極との極間に確実に地絡電流を発生させることができる。

第２の発明は、コンセント回路に接続して用いられる差込接続ユニットであって、コンセントに設けられた夫々の極におけるプラグ受けに対応して差し込まれるプラグ刃と、該プラグ刃に電気的に接続されて駆動用電源を取得する電源回路と、該電源回路に接続される蓄電部と、前記コンセント回路に地絡電流を発生させる地絡電流発生部とを有するとともに、該地絡電流発生部は、前記プラグ受けにおける夫々の極間に順次接続されて地絡電流が発生されることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、仮にコンセントにおける配線の極性が違っていた場合でも、何れかの極間に地絡電流を発生させたときに回路遮断器を作動させることができる。

また、前記電源回路から電源が供給されて、地震による揺れを検知し出力信号を出力する感震センサ部を備え、前記地絡電流発生部は、該感震センサ部からの出力信号を受けて前記コンセント回路に地絡電流を発生させてもよい。

上記の構成によれば、前記地絡電流発生部は、該感震センサ部からの出力信号を受けて前記コンセント回路に地絡電流を発生させることができる。

以上の如く、本発明によれば、差込接続ユニットが接続されるコンセントにおいて、正常に動作し得る配線状態が確保されていなくとも、回路遮断器を動作させる差込接続ユニットを提供することができる。

本発明の実施形態１に係る差込接続ユニットが適用される電路の概略図である。 実施形態１に係る差込接続ユニットのブロック構成図である。 各極間における電圧の状態と、配線の状態を対応させたテーブル図である。 従来例１を示す図である。 従来例２を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的には例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限するものではない。

実施の形態に示した電路は、該電路に介在する変圧器２の２次巻線の中性線側が大地に第一の電気的端子２１を設けて接地されるとともに、該変圧器の負荷側において分電盤１が設けられ、該分電盤１側から大地に向けて設けられた第二の電気的端子１０４によって電気機器などの接地を行うよう構成された接地系統を有する電路である。

また、本願では、社団法人日本電気協会発行の内線規程 電気技術規程使用設備編 ＪＥＡＣ８００１に定められたとおり、中性線は多線式電路の電源の中性極に接続される電線をいい、低圧電路において技術上の必要により接地された中性線又は接地された一線のことを接地側電線という。例えば単相３線式電路においては、電圧極として２つの電圧極、即ちＬ１極、Ｌ２極があり、中性極としてＮ極がある。また、単相２線式電路においては、電圧極と接地された接地側電線がある。接地極をＥ極とする。

図１において、１は分電盤，１０１は回路遮断器たる主幹ブレーカで漏電検出機能を有しているものである。１０２は主幹ブレーカ１０１の負荷側に接続される分岐ブレーカで複数存在する。１０３は大地に接続される接地線を接続するとともに、分岐回路における接地線を接続するための集中接地端子である。

１０５は、分岐回路におけるコンセントである。該コンセント１０５には、通常、前記Ｌ１極、Ｌ２極のうち一方の電圧極と中性極とアース極とが接続される。

３は差込接続ユニットである。図２において、差込接続ユニット３は、電圧極に接続するプラグ刃３１と、中性極に接続するプラグ刃３２と、接地極に接続するプラグ刃３３と、これらプラグ刃に電気的に接続されて駆動用電源を取得する電源回路３４と、電源回路３４から電源を供給されて、地震による揺れを検知し出力信号を出力する感震センサ部３５と、感震センサ部３５からの出力信号を受けて信号処理を行う信号処理部３０と、該信号処理部３０からの出力信号を受けて、前記コンセント回路１０５に地絡電流を発生させる地絡電流発生部３６と、夫々のプラグ受けにおける極間の電圧を測定し極性の確認を行う極性確認部３７とを備えて構成されている。該極性確認部３７からの信号は信号処理部３０に出力され、該信号処理部３０による処理を受けて、極性表示部３９に表示内容が表示される。

地絡電流発生部３６は、プラグ受けにおける夫々の極間に、リレーにより接続／非接続がなされるよう構成されている。そして、信号処理部３０が感震センサ部３５から出力信号を受けた場合、プラグ受けにおける夫々の極間に、順次接続されて、地絡電流を出力する。仮に、コンセントにおける配線の極性が誤っていた場合でも、順次接続されて地絡電流を出力するうち、電圧極と接地極との極間に地絡電流が出力され、回路遮断器が作動する。

次に、他の形態として極性確認部３７が設けられた例について説明を行う。

極性確認部３７は、プラグ受けにおける夫々の極間の電圧を測定する。そして、測定結果は信号処理部３０に出力され、電圧が確認できた極間に対して地絡電流発生部３６からの地絡電流を印加する。

ここで、極性表示部３９はＬＥＤを用いて構成されており、極性が正常であるか否かを、点灯色を変化させて表示することにより視認可能としている。極性が正常である場合には青色を点灯させ、極性が異常である場合には赤色を点灯させている。また、ＬＥＤの近傍にはその点灯がどういう意味であるのかを識別し得るように、例えば「青：正常，赤：異常」などと付記している。

次に、コンセント１０５に接続される配線について説明する。接地極付きコンセントは極配置に応じてそれぞれ分電盤のＬ極（Ｌ１，Ｌ２）、Ｎ極、Ｅ端子に導体で接続される。コンセントの各極が分電盤の各極導体に正常に接続されている場合は、コンセントのＬ−Ｎ極間は約１００Ｖ、Ｌ−Ｅ極間も約１００Ｖ、Ｎ−Ｅ極間は無電圧となる。

極性確認部３７では、前述の各極間の電圧を測定し、その結果をテーブルに基づいて判定する。なお、テーブルにおいて１００Ｖ、０Ｖと記載している箇所については夫々判断に電圧範囲があり、その範囲内であれば１００Ｖ、あるいは０Ｖと判断するようにする。例えば１００Ｖの場合は９０〜１１０Ｖの範囲内であれば１００Ｖと判断し、０Ｖの場合は０〜５Ｖの場合に０Ｖと判断する。

本テーブルに基づき、接続極性が正常であると判断できれば、極性表示部３９により配線の接続は正常であることを表示する。一方、接続極性が間違っている場合、例えば、中性極（Ｎ）と接地極（Ｅ）の接続が違っている場合には、地絡電流発生部から地絡電流を出力させても、該地絡電流は電圧極（Ｌ）と中性極（Ｎ）の間を流れるため、主幹ブレーカ１０１は作動しないこととなり、差込接続ユニットの正しい動作が行えない。

コンセントの配線に異常がある場合には、そもそも差込接続ユニット１が動作しても主幹ブレーカが作動しないおそれがあるばかりか、差込接続ユニット１自体に正しい電圧が供給されず、単に形だけコンセントに差込接続ユニット１を取り付けられている状態になるおそれがあるが、このような状況を早期に回避できる。

また、３８は電源回路３４および信号処理部品配置スペース３０と接続される蓄電部である。地震発生後、電力会社等からの給電が停止した場合に、地震が発生したことを一定時間信号処理部にて記憶しておくために設けている。蓄電部３８は、コンデンサを用いて構成しているが、その他一次電池や二次電池を用いて構成してもよい。

また、４０はテスト動作回路である。該テスト動作回路４０は操作スイッチを用いて構成しており、信号処理部３０に接続されている。該操作スイッチが操作されるとスイッチ回路が閉回路となり、信号処理部３０から、地絡電流発生部３６に出力信号が送られ、前記コンセント回路１０５に地絡電流を発生させる。

地絡電流は、電圧極に接続するプラグ刃３１と接地極に接続するプラグ刃３３の間に印加される。なお、地絡電流を、中性極に接続するプラグ刃３２と接地極に接続するプラグ刃３３との間に印加するよう構成してもよい。

このように、夫々のプラグ受けにおける極間の電圧を測定し極性の確認を行う極性確認部を備えて差込接続ユニットを構成したので、そもそも差込接続ユニットが正常に動作し得る配線状態が確保されていなくとも、回路遮断器を動作させる差込接続ユニットを提供することができる。

１ 分電盤
１０１ 主幹ブレーカ
１０２ 分岐ブレーカ
１０３ 集中接地端子
１０４ 第二の電気的端子
１０５ コンセント
２ 変圧器
２１ 第一の電気的端子
３ 差込接続ユニット
３０ 信号処理部
３１ 電圧極のプラグ刃
３２ 中性極のプラグ刃
３３ 接地極のプラグ刃
３４ 電源部
３５ 感震センサ部
３６ 地絡電流発生部
３７ 極性確認部
３８ 蓄電部
３９ 極性表示部
４０ テスト動作部

Claims (2)

1. コンセント回路に接続して用いられる差込接続ユニットであって、
   コンセントに設けられた夫々の極におけるプラグ受けに対応して差し込まれるプラグ刃と、
   該プラグ刃に電気的に接続されて駆動用電源を取得する電源回路と、
   該電源回路に接続される蓄電部と、
   前記コンセント回路に地絡電流を発生させる地絡電流発生部とを有するとともに、
   前記プラグ受けにおける夫々の極間の電圧を測定し極性の確認を行う極性確認部を備え、
   電圧が確認できた極間に地絡電流を発生させることを特徴とする差込接続ユニット。
   
2. コンセント回路に接続して用いられる差込接続ユニットであって、
   コンセントに設けられた夫々の極におけるプラグ受けに対応して差し込まれるプラグ刃と、
   該プラグ刃に電気的に接続されて駆動用電源を取得する電源回路と、
   該電源回路に接続される蓄電部と、
   前記コンセント回路に地絡電流を発生させる地絡電流発生部とを有するとともに、
   該地絡電流発生部は、前記プラグ受けにおける夫々の極間に順次接続されて地絡電流が発生されることを特徴とする差込接続ユニット。
   
   
   

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