JP6797468B2

JP6797468B2 - 電源監視システム

Info

Publication number: JP6797468B2
Application number: JP2016181111A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　宏; 宏鈴木; 昌幸松尾
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2036-09-16
Also published as: JP2018046694A

Description

本発明は、電源監視システムに関するものである。

地震を検知した場合、感震リレーが動作し、その一定時間後に主幹ブレーカを遮断する電源監視システムが、特許文献１に記載されている。

特開２０１５−２０７３８７号公報

しかしながら、遮断された後に、商用電源が復電した場合でも、ユーザは主幹ブレーカを投入しても良いかどうかが分からない。このため、主幹ブレーカを投入する環境が整っていない場合でも、主幹ブレーカを再投入する虞があった。また、電力会社にとっては問い合わせがあっても、遮断した状態などが分からず、問い合わせに対応できない虞があった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、配電異常等による主幹ブレーカの動作要因を外部からでも把握可能とした分電盤を提供することである。

上記課題を解決するため、次のような手段を採用する。第一の手段は、主幹ブレーカと、所定の範囲の加速度検出後の所定時間後に主幹ブレーカに対し遮断信号を送信する感震リレーと、感震リレーが所定の範囲の加速度検出後、主幹ブレーカを遮断するまでの一定時間をカウントする判定部と、この加速度検出後から主幹ブレーカが遮断するまでの一定時間内に漏電及び／又は過電流の電気的異常を検出する異常検出部と、異常検出部で前記電気的異常を検出した場合に検出情報を記憶する記憶部と、加速度検出後から主幹ブレーカが遮断するまでの一定時間内に前記電気的異常を検出した記憶部の情報を外部に出力する出力部と、を備えた電源監視システムである。

第一の手段において、所定の電圧を超えるサージ電圧が印加された場合に、サージ電流をアースにバイパスする避雷器を備え、前記避雷器で異常を検出した場合に記憶部が検出情報を記憶し、前記記憶部の情報を出力部が外部に出力する形態とすることが好ましい。

第一の手段において、異常検出部で異常を検出したとき、出力部がブレーカの投入を規制する通知を出力する形態とすることが好ましい。また、ブレーカのハンドルを自動で開閉操作する自動投入装置を備え、出力部より投入を規制する通知が出力されているときは主幹ブレーカの投入を規制する形態とすることが好ましい。

本発明では、配電異常等による主幹ブレーカの動作要因を外部からでも把握可能となる。

実施形態の電源監視システムの概略図である。主幹ブレーカとセンサユニット周りの関係を示す概略図である。地震を検知した際の復電までの流れを示したフローチャートである。第１の検出手段と第２の検出手段の電圧の検出の有無と、その時の状態との関係を示した図である。復電後に停電原因を記憶するまでの流れを示したフローチャートである。動作した検出器と停電の原因との関係を示した図である。自動投入装置が搭載された主幹ブレーカとセンサユニット周りの関係を示す概略図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１に示すように、本実施形態の電源監視システム１は、主幹ブレーカ２１と、所定の範囲の加速度検出後の所定時間後に主幹ブレーカ２１に対し遮断信号を送信する感震リレー３３と、感震リレー３３が所定の範囲の加速度検出後に一定時間をカウントする判定部９１と、このカウント時にＺＣＴ９２ａやＣＴ９２ｂで漏電及び／又は過電流の電気的異常を検出する異常検出部９２と、異常検出部９２で異常を検出した場合に検出情報を記憶する記憶部９３と、記憶部９３の情報を外部に出力する出力部３６と、を備えている。本実施形態の電源監視システム１は、配電異常等による主幹ブレーカ２１の動作要因を外部からでも把握可能であるため、地震などによる断線などの配線異常の発生を外部からでも把握可能となる。このため、主幹ブレーカ２１を投入しても良いかどうかの判断が可能となる。また、外部に出力された情報を電力事業会社にも通知するようにしておけば、ユーザから電力事業会社に問い合わせがあった場合でも、対応することが可能となる。

本実施形態の電源監視システム１は、分電盤２と、主幹ブレーカ２１と、分岐ブレーカ２２と、計測ユニット３からなる。計測ユニット３は分電盤２内に組み込まれていても良いが、本実施形態では、分電盤２外に配置した例を図１に示している。図１に示す例では、計測ユニット３にはブレーカ３２と感震リレー３３と避雷器３４とバッテリ３５と出力部３６とセンサユニット３１を備えている。また、このセンサユニット３１には、図２に示すように、電圧検出手段９４と、異常検出部９２と、判定部９１と、記憶部９３を搭載している。また、このような計測ユニット３を主幹ブレーカ２１に一体に組み込むものであっても良いものである。

本実施形態の感震リレー３３は主幹ブレーカ２１に接続しており、第１所定加速度（例えば、震度６以上）の地震の揺れが生じた場合は、ただちに遮断信号を送信し遮断する。第２所定加速度（例えば、震度５以下）の地震の揺れが生じた場合は、所定時間後に主幹ブレーカ２１を遮断動作させる。第２所定加速度を検知した場合には、この感震リレー３３が所定時間をカウントするが、センサユニット３１の判定部９１でも所定時間をカウントするとともに、所定時間内に異常検出部９２で異常を検出しないかを監視する。なお、感震リレー３３と主幹ブレーカ２１は擬似漏電信号送電線５１で接続されており、この所定時間経過後に擬似漏電信号送電線５１を介して感震リレー３３から主幹ブレーカ２１に擬似漏電信号を送信し、主幹ブレーカ２１を遮断することができる。また、外部からの信号を受けてコイルが励磁されてプランジャが動作し、主幹ブレーカ２１内の機構部を動作させ主幹ブレーカ２１を遮断させる電圧引き外し装置を形成し、感震リレー３３から電圧引き外し装置に信号を送信して主幹ブレーカ２１を遮断するものであっても良いものである。

ここで、第２所定加速度の地震の揺れが生じた際の遮断または復電までの流れについて、図３を例に説明する。まず、感震リレー３３が地震の揺れを検知する（Ｓ１０１）。地震の揺れの検知により、判定部９１が遮断時間のカウントを行う（Ｓ１０２）。このカウント時に異常検出部９２が漏電及び／又は過電流の電気的異常を検出するか否かを監視する（Ｓ１０３）。電気的異常が検出された場合、記憶部９３により検出情報（配線異常）を記憶する（Ｓ１０４）。その後主幹ブレーカ２１を遮断する（Ｓ１０５）。本例においては、電源監視システム１に備えたバッテリ３５を用いて、記憶部９３に記憶した情報を外部に出力する（Ｓ１０６）ものであるが、記憶部９３に記憶した情報は系統の復電時に系統電源を用いて外部に出力するものであっても良い。

ステップ１０３でカウント時に異常検出部９２による検出がなされない場合、所定時間後に主幹ブレーカ２１を遮断する（Ｓ１０７）。なお、異常検出部９２による検出がされない場合には、遮断原因を記憶部９３に記憶する必要はないが、配線異常がないことを記憶部９３に記憶して、記憶した情報を外部に出力するものであっても良い。

このようにして、地震の揺れが検知されてから所定時間の間に配線異常が検出された場合、その情報を外部に出力することが可能である。一方、何らかの原因で停電状態となった場合、本実施形態の電源監視システム１は、系統電源の復電後に、停電状態となった原因を判断し、その情報はバッテリ３５を用いて、外部に出力できるように構成されている。なお、記憶部９３に記憶した情報は系統の復電時に系統電源を用いて外部に出力するものであっても良い

より具体的には、停電状態の原因を検出する手段として、前述のＺＣＴ９２ａやＣＴ９２ｂで漏電及び／又は過電流の電気的異常を検出するほか、所定の電圧を超えるサージ電圧が印加された場合にサージ電流をアースにバイパスする避雷器３４等が備えられており、備えられた検出部の動作を記憶部９３が記憶し、記憶部９３の情報を出力部３６により外部装置に出力する形態とすれば、復電後もブレーカ３２の操作が行われていない要因を出力できる。このため、正確な遮断情報を電力事業会社に出力することができ、電力事業会社はユーザからの問い合わせに対して必要に応じた対応（漏電の要因の場合は投入を規制するように通知するなど）を行うことが可能となる。なお、地震の揺れの検出情報（カウント開始時間）、配線異常の検出情報は、検出した時間（順番）を関連付けており、判定部９１は記憶部９３に記憶された検出情報と検出時間（順番）を照合して主幹ブレーカ２１が配線異常により遮断されたこと、もしくは配線異常なく遮断されたことを判定する。

また、本実施形態の電源監視システム１は、系統電源が停電して復帰したときの主幹ブレーカ２１の投入の有無を検出し、その情報を外部に出力できるように構成されている。より具体的には、主幹ブレーカ２１と、主幹ブレーカ２１の一次側（電源側）端子の電圧を検出する第１の検出手段Ｖ１と、主幹ブレーカ２１の二次側（負荷側）端子の電圧を検出する第２の検出手段Ｖ２を備えている。また、第１の検出手段Ｖ１で主幹ブレーカ２１の一次側端子の電圧検出後に、主幹ブレーカ２１の二次側端子の電圧の有無を検出し主幹ブレーカ２１の復帰操作を判定する判定部９１を備えている。この判定部９１の情報を外部装置に出力する出力部３６を備えている。このため、一次側端子で復電を検出後のブレーカ３２の復帰操作の有無を、電力事業会社が監視可能となる。したがって、電力事業会社はユーザ側からの問合せに対応することが可能となる。

なお、第１の検出手段Ｖ１と第２の検出手段Ｖ２の電圧の検出の有無と、各検出手段の電圧の有無より判定部９１で判定した状態との関係を図４に示す。図４に示すように、第１の検出手段Ｖ１と第２の検出手段Ｖ２の双方の電圧が検出されない場合は、停電状態であることを意味している。また、第１の検出手段Ｖ１の電圧の検出が無い状態から有る状態に変化した後に、第２の検出手段Ｖ２の電圧の検出が有ることが確認された場合は、系統電源が復帰し主幹ブレーカ２１のハンドルがオンの状態であることを意味している。更には、第１の検出手段Ｖ１の電圧の検出が無い状態から有る状態に変化した後に、第２の検出手段Ｖ２の電圧の検出が無いことが確認された場合は、系統電源が復帰後、主幹ブレーカ２１のハンドルがオフの状態であることを意味している。

次に、復電から検出情報を通知するまでの流れについて、図５を例に説明する。商用電源が停電した後、商用電源の復電を第１の検出手段Ｖ１で検出する（Ｓ２０１）。その後、第２の検出手段Ｖ２で電圧の検出を行う（Ｓ２０２）。ステップ２０２で主幹ブレーカ２１の二次側（負荷側）端子の電圧が検出されるか否かを判断する（Ｓ２０３）。ステップ２０３で、主幹ブレーカ２１の二次側（負荷側）端子の電圧が検出されたと判断した場合、主幹ブレーカ２１のハンドル操作（復帰操作）がなされたと判断する。そして、正常に使用されているものと通知する（Ｓ２０４）。

ステップ２０３で、主幹ブレーカ２１の二次側（負荷側）端子の電圧が検出されていないと判断した場合、すなわち、主幹ブレーカ２１のハンドル操作（復帰操作）がされていない場合は、判定部９１は記憶部９３に記憶された動作情報を読み出し（Ｓ２０５）、主幹ブレーカ２１の遮断の原因を特定する。記憶部９３に記憶された情報として、避雷器３４若しくは感震リレー３３等の検出部の動作情報が有るか無いかを判断する（Ｓ２０６）。避雷器３４若しくは感震リレー３３の動作が有ると判断した場合、避雷器３４若しくは感震リレー３３等の検出部の動作により遮断したことを、出力部３６により通知する（Ｓ２０７）。

ステップ２０６で、避雷器３４若しくは感震リレー３３等の検出部の動作が無いと判断した場合、判定部９１は記憶部９３に記憶された動作情報を読み出し(Ｓ２０８)、配線異常の有無を判断する（Ｓ２０９）。配線異常があると判断した場合、配線異常（漏電及び／又は過電流）により遮断したことを出力部３６により通知する（Ｓ２１０）。なお、図６には、ステップ２０６やステップ２０９における、動作した検出部と遮断原因との関係を示している。なお、感震リレー３３の動作状態は出力線でセンサユニット３１の記憶部９３に記憶する。また、避雷器３４の動作状態は、アースに流れる電流を検出したときに避雷器３４が動作したと判断した情報を記憶部９３に記憶する。また、避雷器３４もしくは感震リレー３３の動作の検出するステップ２０６の後に配線異常の有無を検出するステップ２０９を検出することを示したが、配線異常の有無を検出するステップを行った後に避雷器３４もしくは感震リレー３３の動作の検出を行うステップを行っても良いし、避雷器３４もしくは感震リレー３３の動作の検出と配線異常の有無の検出するステップを同時に行っても良いものである。ステップ２０８の記憶部９３の動作情報の読み出しはステップ２０５において一度で行っても良いものである。検出部の動作、配線異常の検出もされない場合には、異常検出されなかったこと、または、人為的な操作により遮断されたことを通知するものでも良い。

このようにして記憶部９３に記憶された主幹ブレーカ２１の遮断原因を、外部装置である電力事業会社サーバ等に対して、出力部３６で出力する。詳しくは、第１の検出手段Ｖ１及び第２の検出手段Ｖ２の情報、検出部の動作情報、配線異常の動作情報を記憶部９３に保持し、記憶部９３内に記憶された情報を出力部３６により出力する。

本実施形態においては、第１の検出手段Ｖ１及び第２の検出手段Ｖ２で電圧を検出したとき、検出した時間（順番）を関連付けており、判定部９１は、記憶部９３に記憶された第１の検出手段Ｖ１の検出情報と、第２の検出手段Ｖ２の検出情報と検出時間（順番）を照合して復電と判定する。記憶部９３に記憶された第１の検出手段Ｖ１の検出情報と、第２の検出手段Ｖ２の検出情報と、異常検出部９２、感震リレー３３、及び避雷器３４の検出情報の検出時間（順番）を照合して、異常が生じて主幹ブレーカ２１が動作されていない（動作できない）と判定する。このように、正確な遮断情報を電力事業会社に出力することができ、電力事業会社はユーザからの問い合わせに対して必要に応じた対応（漏電の要因の場合は投入を規制するように通知するなど）を行うことが可能となる。

また、異常検出部９２で異常を検出したとき、出力部３６がブレーカ３２の投入を規制する通知を出力する。電気的異常、または外的要因による検出情報を記憶している場合、主幹ブレーカ２１は投入の環境が整っていない。しかし、このようにすれば、主幹ブレーカ２１を操作してもよいか否かを出力部３６により通知し、主幹ブレーカ２１の投入の環境が整うまで、主幹ブレーカ２１の投入を抑制することが可能である。

ところで、図７に示すように、主幹ブレーカ２１にハンドルを自動で開閉操作する自動投入装置２５を備え、出力部３６より投入を規制する通知が出力されているときは主幹ブレーカ２１の投入を規制する構成とすることが可能である。主幹ブレーカ２１に自動投入装置２５を形成しておけば、再投入を規制したり、操作できないようにインターロックをすることが出来るため、安全に使用することができる。

以上、一つの実施形態を中心に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、感震リレーの所定時間のカウントとセンサユニットのカウントは共通するものでしても良い。

カウント内に異常検出部で検出した場合、検出情報を記憶部に記憶し、商用電源が復帰した場合に外部に出力することも可能である。

復電後に、検知した遮断原因を記憶部に記憶させて、当該記憶内容を外部の電力事業会社などに出力することも可能である。

配線異常を検出する手段として、電流を検出するものと説明したが、電圧異常を検出することも可能である。

１電源監視システム
２分電盤
３計測ユニット
１１主幹ブレーカ
２３感震リレー
２４避雷器
２６出力部
９１判定部
９２異常検出部
９３記憶部
９４電圧検出手段
Ｖ１第１の検出手段
Ｖ２第２の検出手段

Claims

主幹ブレーカと、
所定の範囲の加速度検出後の所定時間後に主幹ブレーカに対し遮断信号を送信する感震リレーと、
感震リレーが所定の範囲の加速度検出後、主幹ブレーカを遮断するまでの一定時間をカウントする判定部と、
この加速度検出後から主幹ブレーカが遮断するまでの一定時間内に漏電及び／又は過電流の電気的異常を検出する異常検出部と、
異常検出部で前記電気的異常を検出した場合に検出情報を記憶する記憶部と、
加速度検出後から主幹ブレーカが遮断するまでの一定時間内に前記電気的異常を検出した記憶部の情報を外部に出力する出力部と、
を備えた電源監視システム。
所定の電圧を超えるサージ電圧が印加された場合に、サージ電流をアースにバイパスする避雷器を備え、
前記避雷器で異常を検出した場合に記憶部が検出情報を記憶し、前記記憶部の情報を出力部が外部に出力する請求項１に記載の電源監視システム。
異常検出部で異常を検出したとき、出力部がブレーカの投入を規制する通知を出力する請求項１または請求項２記載の電源監視システム。
ブレーカのハンドルを自動で開閉操作する自動投入装置を備え、
出力部より投入を規制する通知が出力されているときは主幹ブレーカの投入を規制する請求項３記載の電源監視システム。