JP6891209B2 - 無停電切替装置、切替ブレーカ装置及び無停電切替システム - Google Patents

Description

本発明は、無停電切替装置、切替ブレーカ装置及び無停電切替システムに関する。

近年、パソコンやＰＯＳシステム、ＡＴＭなど通信依存機器の普及に伴い、需要家の利便性を考慮して無停電での作業が要請されている。無停電作業を実現するには、系統電源と発電機電源との間で電源を瞬時に切り替える必要がある。電源の切り替えに伴う作業者の負担を低減するために、例えば、特許文献１に開示されるような無停電切替装置が開発されている。

特開２０１８−３８１１３号公報

特許文献１の無停電切替装置は、系統電源と発電機電源との間で同期を取った上で、系統電源と発電機電源との間で電源を切り替える必要がある。このため、系統電源と発電機電源との位相を合わせるのに移動変圧器等の大がかりな設備が必要であり、電源の切り替えに時間や労力、費用を要するという問題がある。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、電圧波形の位相を合わせることなく電源の切り替えが可能な無停電切替装置、切替ブレーカ装置及び無停電切替システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る無停電切替装置は、
系統電源から発電機電源へ電源を切り替える無停電切替装置であって、
前記系統電源から前記無停電切替装置を介さずに給電される負荷に対して着脱自在に接続される負荷接続用端子と、
前記発電機電源に対して着脱自在に接続される電源接続用端子と、
前記負荷接続用端子に接続され、前記負荷への給電が遮断された場合に停電したことを検出する停電検出手段と、
前記負荷接続用端子及び前記電源接続用端子にそれぞれ接続され、前記停電検出手段で停電したことが検出された場合に、停電が検出された時点から、前記系統電源から出力されていた電圧波形の１サイクル以内の期間に、前記発電機電源から前記負荷への給電を開始させる電源切替手段と、
を備える。

前記停電検出手段は、
入力端が前記負荷接続用端子に接続され、前記系統電源からの交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流回路と、
入力端が前記第１の整流回路の出力端に接続され、前記第１の整流回路から供給される直流電圧が遮断された場合に出力端が投入される第１のスイッチング素子と、
を備えてもよい。
また、前記系統電源及び前記発電機電源から出力される各電圧波形は、互いに同期が取れていなくてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る無停電切替装置は、
第１の交流電源から第２の交流電源へ電源を切り替える無停電切替装置であって、
前記第１の交流電源から給電される負荷に対して着脱自在に接続される負荷接続用端子と、
前記第２の交流電源に対して着脱自在に接続される電源接続用端子と、
前記負荷接続用端子に接続され、前記負荷への給電が遮断された場合に停電したことを検出する停電検出手段と、
前記負荷接続用端子及び前記電源接続用端子にそれぞれ接続され、前記停電検出手段で停電したことが検出された場合に、停電が検出された時点から、前記第１の交流電源から出力されていた電圧波形の１サイクル以内の期間に、前記第２の交流電源から前記負荷への給電を開始させる電源切替手段と、を備え、
前記電源切替手段は、
入力端が前記電源接続用端子に接続され、前記第２の交流電源からの交流電流を直流電流に変換する第２の整流回路と、
入力端が前記第２の整流回路の出力端に接続され、出力端が前記負荷接続用端子と前記電源接続用端子との間に接続され、前記停電検出手段で前記負荷の停電が検出された場合に、前記第２の整流回路から直流電流が供給されることで、前記第２の交流電源から前記負荷に向けて交流電流を供給するように投入される第２のスイッチング素子と、
を備える。

前記電源切替手段は、前記第２の整流回路の出力端と前記第２のスイッチング素子の入力端とに接続され、前記停電検出手段で前記負荷の停電が検出され、前記第２のスイッチング素子が投入された場合に、前記第２の整流回路からの直流電流を前記第２のスイッチング素子に供給し続けるように、前記第２の整流回路と前記第２のスイッチング素子との接続を維持する自己保持回路を備えてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る切替ブレーカ装置は、
両端がそれぞれ負荷及び系統電源に接続され、ユーザにより操作可能な第１の開閉器と、
前記第１の開閉器の前記負荷側及び発電機電源に接続され、ユーザにより操作可能な第２の開閉器と、
前記第１の開閉器の前記系統電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子に着脱自在に接続される第１の接続用端子と、
前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、無停電切替装置の負荷接続用端子に着脱自在に接続される第２の接続用端子と、
前記第２の開閉器の前記発電機電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子に着脱自在に接続される第３の接続用端子と、
を備え、
前記系統電源及び前記発電機電源から出力される各電圧波形は、互いに同期が取れていない。

上記目的を達成するために、本発明の第４の観点に係る切替ブレーカ装置は、
両端がそれぞれ負荷及び第１の交流電源に接続され、ユーザにより操作可能な第１の開閉器と、
前記第１の開閉器の前記負荷側及び第２の交流電源に接続され、ユーザにより操作可能な第２の開閉器と、
前記第１の開閉器の前記第１の交流電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子と接続可能な第１の接続用端子と、
前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、無停電切替装置の負荷接続用端子に接続可能な第２の接続用端子と、
前記第２の開閉器の前記第２の交流電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子と接続可能な第３の接続用端子と、
前記第１の開閉器の前記第１の交流電源側に設けられ、前記負荷に接続されたスマートメータの端子に接続可能な第１のスマートメータ用端子と、
前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、前記第１の交流電源に接続されたスマートメータの端子に接続可能な第２のスマートメータ用端子と、
を備える。

上記目的を達成するために、本発明の第５の観点に係る無停電切替システムは、
前記無停電切替装置と、
前記無停電切替装置に着脱自在に接続される前記切替ブレーカ装置と、
を備える。

本発明によれば、電圧波形の位相を合わせることなく電源の切り替えが可能な無停電切替装置、切替ブレーカ装置及び無停電切替システムを提供できる。

本発明の実施の形態１に係る無停電切替装置を用いて系統電源から発電機電源に電源を切り替える場合の接続例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る無停電切替装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る無停電切替装置を用いて発電機電源から系統電源に電源を切り替える場合の接続例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る無停電切替システムの構成を示す図である。 無停電交換のための端子が設けられたスマートメータの構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態２に係る切替ブレーカ装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る停電切り替え作業の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る無停電切替装置、切替ブレーカ装置及び無停電切替システムの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無停電切替装置を用いて系統電源から発電機電源に電源を切り替える場合の接続例を示す図である。以下、理解を容易にするため、実施の形態１に係る無停電切替装置を単相二線式回路に適用する場合を例に説明する。

無停電切替装置１０は、系統電源（第１の交流電源）から給電されている負荷（機器）での停電を検出した時点から、系統電源から出力される電圧波形の約１サイクル以内の期間に、切り替え先の電源である発電機電源（第２の交流電源）から負荷へ給電を開始させることで、実質的に無停電で電源を切り替える。

無停電切替装置１０は、負荷の両端に接続される一対の負荷接続用端子１０ａと、切り替え先の電源（発電機電源）の両端に接続される一対の電源接続用端子１０ｂと、を備える。

無停電切替装置１０は、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sale）システム、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）、信号機、コインパーキング等、比較的容量が小さな機器に電気を供給する低圧配電線での工事に適している。ＰＯＳレジスタ等の機器は、内部に平滑コンデンサを備えており、系統電源から出力される電圧波形の数サイクル程度の停電であれば、平滑コンデンサに充電された電流により正常に動作を続ける。したがって、無停電切替装置１０は、幾らかの余裕を見て、当該電圧波形の約１サイクル以内で電源の切り替えを行うように構成されている。

図２は、実施の形態に係る無停電切替装置１０の回路構成を示す図である。無停電切替装置１０は、筐体の内部に、ブリッジダイオード１１（第１のブリッジダイオード）と、ｂ出力フォトＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）リレー１２と、ａ出力フォトＭＯＳリレー１３と、ＳＳＲ（Solid State Relay）１４と、ブリッジダイオード１５（第２のブリッジダイオード）と、負荷確認用ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１６と、発電機確認用ＬＥＤ１７と、セットスイッチ１８と、ツェナダイオード１９と、を備える。

無停電切替装置１０では、負荷接続用端子１０ａの一方と電源接続用端子１０ｂの一方とが第１の導線１０ｃで接続され、負荷接続用端子１０ａの他方とＳＳＲ１４の出力端の一方とが第２の導線１０ｄで接続され、ＳＳＲ１４の出力端の他方と電源接続用端子１０ｂの他方とが第３の導線１０ｅで接続されている。ブリッジダイオード１１の一対の入力端は、それぞれ第１の導線１０ｃ及び第２の導線１０ｄに接続され、ブリッジダイオード１５の一対の入力端も、それぞれ第１の導線１０ｃ及び第３の導線１０ｅに接続されている。

ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の一対の入力端は、ブリッジダイオード１１の一対の出力端にそれぞれ接続されている。ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端の一端は、ブリッジダイオード１５の出力端の一端に接続され、ブリッジダイオード１５の出力端の他端は、ＳＳＲ１４の入力端の一端（アノード）に接続されている。ＳＳＲ１４の入力端の他端（カソード）は、セットスイッチ１８を介してａ出力フォトＭＯＳリレー１３の入力端の一端（アノード）に接続されている。

ａ出力フォトＭＯＳリレー１３の入力端の他端（カソード）は、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端の他端とａ出力フォトＭＯＳリレー１３の出力端の一端とに接続されている。ａ出力フォトＭＯＳリレー１３の出力端の他端は、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端の一端と共に、ブリッジダイオード１５の出力端の一端に接続されている。ツェナダイオード１９は、発電機確認用ＬＥＤ１７のカソード側に設けられたコンデンサと並列に接続されている。

ブリッジダイオード１１は、負荷に加わる交流電圧を直流電圧に変換し、直流電流をｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の入力端及び負荷確認用ＬＥＤ１６に供給する。ブリッジダイオード１１の二次側には、並列コンデンサと直列抵抗とが設けられ、前記コンデンサの容量及び直列抵抗の抵抗値を調整することで、系統電源が停電してからｂ出力フォトＭＯＳリレー１２が投入されるまでの時間（停電検出時間）が調整される。

例えば、直列抵抗が５０ｋΩである場合、コンデンサ容量は、０．１μＦ〜０．２μＦの範囲内であることが好ましい。直列抵抗を小さくした場合は、直列抵抗に電流が多く流れるため、早く放電する。また、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２に流れる電流が変化すると、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の動作時間も多少変化する。

ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２は、ブリッジダイオード１１からの直流電流の有無に基づいて負荷の停電を検出するスイッチング素子（第１のスイッチング素子）である。ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２は、内部にＬＥＤを備え、その入力端に直流電流が供給された場合、ＬＥＤが発光して出力端が開放され、その入力端に直流電流が供給されない場合、ＬＥＤが消灯して出力端が投入される。

ａ出力フォトＭＯＳリレー１３は、ＳＳＲ１４の出力端が一旦投入されるとＳＳＲ１４の出力端が投入された状態を維持するように動作するスイッチング素子である。ａ出力フォトＭＯＳリレー１３は、内部にＬＥＤを備え、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２とは対照的に、その入力端に直流電流が供給された場合、ＬＥＤが発光して出力端が投入され、その入力端に直流電流が供給されない場合、ＬＥＤが消灯して出力端が開放される。

より詳細に説明すると、ａ出力フォトＭＯＳリレー１３は、セットスイッチ１８がＯＮの場合、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が投入された時点で、ブリッジダイオード１５の出力端からの直流電流を入力端の一端（アノード）に供給させ、その出力端が投入された状態を保持するように接続されている。このため、発電機電源から負荷への給電が開始され、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が開放されたとしても、発電機電源から負荷への交流電流の供給が遮断されることがない。

ＳＳＲ１４は、その入力端への直流電流の有無に基づいて、発電機電源から負荷への給電のオンオフを制御するスイッチング素子（第２のスイッチング素子）である。ＳＳＲ１４は、半導体リレーとも呼ばれ、半導体を使用した無接点リレーである。ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端の一端がＳＳＲ１４の入力端の一端（アノード）に接続され、ＳＳＲ１４の入力端の他端（カソード）がａ出力フォトＭＯＳリレー１３の入力端の一端（アノード）に接続されているため、セットスイッチ１８がＯＮの場合に、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が投入されると、ブリッジダイオード１５の出力端からの直流電流がＳＳＲ１４の入力端の一端（アノード）に供給され、その結果としてＳＳＲ１４の出力端が投入される。

ブリッジダイオード１５は、発電機電源からの交流電流を直流電流に変換し、ＳＳＲ１４の入力端及び発電機確認用ＬＥＤ１７に供給する。

負荷確認用ＬＥＤ１６は、ブリッジダイオード１１の出力端に接続され、無停電切替装置１０に接続される負荷に電源が正常に供給されている場合に発光する。

発電機確認用ＬＥＤ１７は、ブリッジダイオード１５の出力端に接続され、無停電切替装置１０が作動中の切り替え先電源に正常に接続されている場合に発光する。

セットスイッチ１８は、作業者により操作可能であり、接続作業中に不用意な動作を避けるため、全ての接続を確認した時点で投入されるスイッチである。セットスイッチ１８が設けられていない場合、無停電切替装置１０を切り替え電源側から接続すると電源の切り替え前にＳＳＲ１４がＯＮになってしまい、このようなＳＳＲ１４の誤動作を防ぐために無停電切替装置１０を負荷側から接続する必要がある。他方、無停電切替装置１０では、セットスイッチ１８をＯＦＦにしておくことで接続用端子の接続順序に関わらずＳＳＲ１４の誤動作を防止できる。

ツェナダイオード１９は、ＳＳＲ１４が投入される前でも、発電機電源が作動していれば発電機確認用ＬＥＤ１７を点灯させる。以上が、無停電切替装置１０の回路構成である。

次に、実施の形態１に係る無停電切替装置１０を用いて系統電源から発電機電源に電源を切り替える無停電切替方法を説明する。以下、系統電源側のブレーカは投入されており、系統電源から負荷への給電が行われているものとする。

まず、無停電切替装置１０の一対の負荷接続用端子１０ａを負荷に接続する。すると、ブリッジダイオード１１からｂ出力フォトＭＯＳリレー１２に直流電流が出力されるため、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２が開放される。また、ブリッジダイオード１１から直流電流が負荷確認用ＬＥＤ１６に供給され、負荷確認用ＬＥＤ１６が発光する。

次に、無停電切替装置１０の電源接続用端子１０ｂに発電機電源を接続し、発電機を作動させる。無停電切替装置１０に発電機電源が接続され、発電機の運転が開始されると、ブリッジダイオード１５から直流電流が発電機確認用ＬＥＤ１７に供給され、発電機確認用ＬＥＤ１７が発光する。

次に、セットスイッチ１８をＯＮとし、無停電切替装置１０による電源の自動切り替えを可能な状態にする。そして、系統電源側のブレーカを開放することで系統電源から負荷を切り離す。すると、ブリッジダイオード１１からｂ出力フォトＭＯＳリレー１２への給電が遮断されるため、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が投入される。

ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が投入されると、ブリッジダイオード１５の出力端から供給される直流電流がＳＳＲ１４の入力端に供給され、ＳＳＲ１４の出力端が投入される。これにより発電機電源から負荷への交流電流の供給が開始される。

発電機電源から負荷への給電が開始されると、ブリッジダイオード１１の入力端にも発電機電源からの交流電流が供給される。このため、ｂ出力フォトＭＯＳリレー１２の出力端が再び開放されてしまう。しかし、無停電切替装置１０には上述の自己保持回路が構成されているため、ａ出力フォトＭＯＳリレー１３の出力端は投入された状態を保持し、結果としてＳＳＲ１４の出力端が投入された状態が保持される。以上が、系統電源から発電機電源に電源を切り替える無停電切替方法の流れである。

なお、発電機電源から負荷への電気の供給を遮断するには、セットスイッチ１８を開放すればよい。セットスイッチ１８を開放することで、ブリッジダイオード１５からａ出力フォトＭＯＳリレー１３への直流電流の供給が遮断され、ＳＳＲ１４が開放される。

図３は、実施の形態に係る無停電切替装置１０を用いて電源を発電機電源から系統電源に切り替える場合の接続例を示す。電源を発電機電源から系統電源に戻す場合は、図３に示すように、一対の負荷接続用端子１０ａを負荷の両端に接続し、一対の電源接続用端子１０ｂを系統電源の両端に接続すればよい。その後、発電機側のブレーカ（図示せず）を遮断することで、無停電切替装置１０は、電源を発電機電源から系統電源に切り替えるように動作する。

実施の形態１に係る無停電切替装置１０は、系統電源から負荷への給電が遮断されたことを検出した場合に、系統電源から出力されていた電圧波形の約１サイクル以内の期間に、系統電源から発電機電源に電源を切り替える。したがって、発電機電源と系統電源との周波数を同期させる必要がなく、市販の小型発電機をそのまま利用できるため、無停電工事に要する時間や労力、費用を削減できる。

また、実施の形態１に係る無停電切替装置１０は、系統電源の遮断が既存のブレーカ（遮断器）で行えるため、構造が簡単であり、小型化を実現できると共に製造コスト等を抑制できる。

さらに、近年普及している太陽光発電装置では、太陽光発電装置からの発電電力を系統電力に変換するためにＰＣＳ（Power Conditioning Subsystem）装置が用いられているが、ＰＣＳ装置を稼動した状態で発電機から負荷へ給電すると、発電機の動作が不安定となり、トリップすることも想定される。

しかし、実施の形態１に係る無停電切替装置１０は、系統電源から出力されていた電圧波形の約１サイクル以内の瞬時停電が発生するように構成され、ＰＣＳ装置は、瞬時停電を検出した場合に出力を瞬時に遮断するように構成されている。したがって、電源の切り替え時に発電機への逆潮流が発生することを防止できる。また、発電機の周波数を系統周波数と少しずらしておけば、発電機運転中の太陽光連系も行なわれない。

（実施の形態２）
次に、図４〜図７を参照して、実施の形態２に係る無停電切替装置１０、切替ブレーカ装置及び無停電切替システムを説明する。実施の形態２では、スマートメータ端子台を用いることで容易に停電切り替え作業ができる状況を説明する。実施の形態２に係る無停電切替システムでは、実施の形態１の場合とは異なり、電源切り替え後に低圧配電線から無停電切替装置１０を取り外せるように構成されている。

図４は、実施の形態２に係る無停電切替システム１の全体的な構成を示す図である。図４では、理解を容易にするために、単相二線式回路の構成を簡略化して図示している。無停電切替システム１は、無停電切替装置１０と、切替ブレーカ装置２０と、を備える。無停電切替装置１０と切替ブレーカ装置２０とは、互いに着脱自在に接続されている。切替ブレーカ装置２０は、スマートメータ（ＳＭ）に接続されると共に、発電機電源に接続されている。スマートメータは、低圧配電線を介して系統電源に接続され、サービスブレーカ（ＳＢ）を介して負荷に接続されている。

図５は、無停電交換のための端子が設けられたスマートメータの構成を概略的に示す図である。スマートメータは、例えば、上方のスマートメータ本体と下方のスマートメータ端子台とに分離可能に構成されている。スマートメータ端子台は、ケーブルを介して系統電源と負荷とに接続されている。また、スマートメータ端子台は、切替ブレーカ装置２０の接続用端子に接続可能な複数の接続用端子を備える。スマートメータは、スマートメータ端子台にスマートメータ本体を取り付けることで、系統電源からの電気がスマートメータ本体を介して負荷に供給されるように構成されている。

図６は、実施の形態２に係る切替ブレーカ装置２０の構成を示す図である。図６では、理解を容易にするために、サービスブレーカ等の設備を省略して図示している。切替ブレーカ装置２０は、無停電切替装置１０を介して電源からの電流を負荷に供給する経路と、無停電切替装置１０を介さずに電源からの電流を負荷に供給する経路と、を切り替え可能な装置である。

切替ブレーカ装置２０は、第１の開閉器２１（バイパス開閉器）と、第２の開閉器２２（発電機用開閉器）と、を備える。第１の開閉器２１と第２の開閉器２２とは、例えば、低圧遮断器で構成され、互いに直列に接続されている。

第１の開閉器２１の系統電源側には、一対の接続用端子２０ａ（第１の接続用端子）が設けられ、第１の開閉器２１の負荷側及び第２の開閉器２２の負荷側には、一対の接続用端子２０ｂ（第２の接続用端子）が設けられ、第２の開閉器２２の発電機側には、一対の接続用端子２０ｃ（第３の接続用端子）が設けられている。

系統電源から発電機電源に電源を切り替える場合、無停電切替装置１０を第２の開閉器２２に対して並列となるように接続すればよい。このため、切替ブレーカ装置２０の一対の接続用端子２０ｂを無停電切替装置１０の一対の負荷接続用端子１０ａに接続し、一対の接続用端子２０ｃを一対の電源接続用端子１０ｂに接続すればよい。

他方、発電機電源から系統電源に電源を切り替える場合、無停電切替装置１０を第１の開閉器２１に対して並列となるように接続すればよい。このため、切替ブレーカ装置２０の一対の接続用端子２０ａを、無停電切替装置１０の一対の電源接続用端子１０ｂに接続し、一対の接続用端子２０ｂを、一対の負荷接続用端子１０ａに接続すればよい。

また、第１の開閉器２１の系統電源側には、系統電源に接続される一対の接続用端子２０ｄ（第２のスマートメータ用端子）が設けられ、第１の開閉器２１の負荷側には、負荷に接続される一対の接続用端子２０ｅ（第１のスマートメータ用端子）が設けられている。停電切り替え作業時において、一対の接続用端子２０ｄ、２０ｅは、それぞれ系統電源及び負荷に接続されているスマートメータの接続用端子に接続される。

図７は、実施の形態２に係る停電切り替え作業の流れを示すフローチャートである。以下、図７のフローチャートを参照して、実施の形態２に係る無停電切替システム１を用いて作業者が実施する停電切り替え作業の流れを説明する。

まず、スマートメータに切替ブレーカ装置２０を取り付ける（ステップＳ１）。具体的には、スマートメータの接続用端子に切替ブレーカ装置２０の一対の接続用端子２０ｄ、２０ｅをそれぞれ接続する。このとき、第１の開閉器２１及び第２の開閉器２２のいずれもが開放された状態で切替ブレーカ装置２０をスマートメータに取り付ける。

次に、第１の開閉器２１を投入し（ステップＳ２）、スマートメータ端子台からスマートメータ本体を取り外す（ステップＳ３）。第１の開閉器２１が投入されているため、スマートメータ本体を取り外しても系統電源からスマートメータ端子台及び切替ブレーカ装置２０を介して負荷へ給電が行われる。

次に、無停電切替装置１０を第２の開閉器２２に対して並列になるように取り付ける（ステップＳ４）。具体的には、無停電切替装置１０の一対の負荷接続用端子１０ａ及び一対の電源接続用端子１０ｂを、切替ブレーカ装置２０の一対の接続用端子２０ｂ、２０ｃにそれぞれ接続する。

次に、第１の開閉器２１を開放すると（ステップＳ５）、系統電源から負荷への給電が遮断される。無停電切替装置１０は、負荷の停電を検知すると電源を系統電源から発電機電源に切り替える。

次に、第２の開閉器２２を投入する（ステップＳ６）。これにより、発電機電源から無停電切替装置１０を介さずに負荷に給電可能な経路が得られる。

次に、切替ブレーカ装置２０から無停電切替装置１０を取り外す（ステップＳ７）。既に発電機電源から無停電切替装置１０を介さずに負荷に給電可能な経路が確立されているため、切替ブレーカ装置２０から無停電切替装置１０を取り外しても、発電機電源から負荷に向けて給電できる。その後、作業者は、系統電源側を停電させて所定の停電作業を実施する（ステップＳ８）。

ステップＳ８の停電作業の終了後、無停電切替装置１０を第１の開閉器２１に対して並列となるように取り付ける（ステップＳ９）。具体的には、無停電切替装置１０の一対の負荷接続用端子１０ａ及び一対の電源接続用端子１０ｂを、切替ブレーカ装置２０の一対の接続用端子２０ａ、２０ｂにそれぞれ接続する。

次に、第２の開閉器２２を開放すると（ステップＳ１０）、発電機電源から負荷への給電が遮断される。無停電切替装置１０は、負荷の停電を検知すると電源を発電機電源から系統電源に切り替える。

次に、第１の開閉器２１を投入する（ステップＳ１１）。これにより、無停電切替装置１０を介さずに系統電源から負荷へ給電可能な経路が得られる。

次に、切替ブレーカ装置２０から無停電切替装置１０を取り外す（ステップＳ１２）。既に系統電源から負荷へ無停電切替装置１０を介さずに給電可能な経路が確立されているため、切替ブレーカ装置２０から無停電切替装置１０を取り外しても、系統電源から負荷に向けて給電できる。

次に、スマートメータ端子台にスマートメータ本体を取り付ける（ステップＳ１３）。スマートメータ端子台にスマートメータ本体を取り付けることで、スマートメータ本体を介して系統電源から負荷へ給電可能な経路が得られる。

次に、スマートメータから不要になった切替ブレーカ装置２０を取り外す（ステップＳ１４）。既に系統電源から負荷へ切替ブレーカ装置２０を介さずに給電可能な経路が確立されているため、スマートメータから切替ブレーカ装置２０を取り外しても、系統電源から負荷に向けて給電できる。以上が、停電切り替え作業の流れである。

実施の形態２に係る無停電切替システム１は、無停電切替装置１０に加えて切替ブレーカ装置２０を備える。したがって、系統電源から発電機電源への電源の切り替え後に低圧配電線から無停電切替装置１０を取り外すことができ、発電機電源から系統電源への電源の切り替えに備えることができるため、無停電での停電切り替え作業が一層容易になる。

本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。

（変形例）
上記実施の形態では、低圧配電線での無停電工事に適用していたが、本発明はこれに限られない。無停電切替装置１０を低圧電気工事全般に適用することができる。

上記実施の形態では、単相二線式回路の場合を例に説明していたが、本発明はこれに限られない。単相二線式回路の場合と同様の回路を２つ組み合わせることで単相三線式回路に適用してもよく、三相用のＳＳＲを使うことで三相回路に適用してもよい。

上記実施の形態では、停電検出手段としてｂ出力フォトＭＯＳリレー１２を用いていたが、本発明はこれに限られない。停電検出手段としては、ｂ接点型のリレーであればフォトＭＯＳリレーに限られず、他の無接点リレー等を用いてもよい。

上記実施の形態では、ａ出力フォトＭＯＳリレー１３を含む自己保持回路を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ａ接点型のリレーであればフォトＭＯＳリレーに限られず、他の無接点リレー等を用いてもよい。

上記実施の形態では、電源切替手段としてＳＳＲ１４を用いていたが、本発明はこれに限られない。動作スピード、サージ発生の防止を考慮すれば、電源切替手段としてＳＳＲ１４を用いることが好ましいが、他の無接点リレー等を用いてもよい。

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

１ 無停電切替システム
１０ 無停電切替装置
１０ａ 負荷接続用端子
１０ｂ 電源接続用端子
１０ｃ 第１の導線
１０ｄ 第２の導線
１０ｅ 第３の導線
１１ ブリッジダイオード
１２ ｂ出力フォトＭＯＳリレー
１３ ａ出力フォトＭＯＳリレー
１４ ＳＳＲ
１５ ブリッジダイオード
１６ 負荷確認用ＬＥＤ
１７ 発電機確認用ＬＥＤ
１８ セットスイッチ
１９ ツェナダイオード
２０ 切替ブレーカ装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 接続用端子
２１ 第１の開閉器
２２ 第２の開閉器

Claims (8)

1. 系統電源から発電機電源へ電源を切り替える無停電切替装置であって、
   前記系統電源から前記無停電切替装置を介さずに給電される負荷に対して着脱自在に接続される負荷接続用端子と、
   前記発電機電源に対して着脱自在に接続される電源接続用端子と、
   前記負荷接続用端子に接続され、前記負荷への給電が遮断された場合に停電したことを検出する停電検出手段と、
   前記負荷接続用端子及び前記電源接続用端子にそれぞれ接続され、前記停電検出手段で停電したことが検出された場合に、停電が検出された時点から、前記系統電源から出力されていた電圧波形の１サイクル以内の期間に、前記発電機電源から前記負荷への給電を開始させる電源切替手段と、
   を備える無停電切替装置。
2. 前記停電検出手段は、
   入力端が前記負荷接続用端子に接続され、前記系統電源からの交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流回路と、
   入力端が前記第１の整流回路の出力端に接続され、前記第１の整流回路から供給される直流電圧が遮断された場合に出力端が投入される第１のスイッチング素子と、
   を備える、
   請求項１に記載の無停電切替装置。
3. 前記系統電源及び前記発電機電源から出力される各電圧波形は、互いに同期が取れていない、
   請求項１又は２に記載の無停電切替装置。
4. 第１の交流電源から第２の交流電源へ電源を切り替える無停電切替装置であって、
   前記第１の交流電源から給電される負荷に対して着脱自在に接続される負荷接続用端子と、
   前記第２の交流電源に対して着脱自在に接続される電源接続用端子と、
   前記負荷接続用端子に接続され、前記負荷への給電が遮断された場合に停電したことを検出する停電検出手段と、
   前記負荷接続用端子及び前記電源接続用端子にそれぞれ接続され、前記停電検出手段で停電したことが検出された場合に、停電が検出された時点から、前記第１の交流電源から出力されていた電圧波形の１サイクル以内の期間に、前記第２の交流電源から前記負荷への給電を開始させる電源切替手段と、を備え、
   前記電源切替手段は、
   入力端が前記電源接続用端子に接続され、前記第２の交流電源からの交流電流を直流電流に変換する第２の整流回路と、
   入力端が前記第２の整流回路の出力端に接続され、出力端が前記負荷接続用端子と前記電源接続用端子との間に接続され、前記停電検出手段で前記負荷の停電が検出された場合に、前記第２の整流回路から直流電流が供給されることで、前記第２の交流電源から前記負荷に向けて交流電流を供給するように投入される第２のスイッチング素子と、
   を備える、
   無停電切替装置。
5. 前記電源切替手段は、前記第２の整流回路の出力端と前記第２のスイッチング素子の入力端とに接続され、前記停電検出手段で前記負荷の停電が検出され、前記第２のスイッチング素子が投入された場合に、前記第２の整流回路からの直流電流を前記第２のスイッチング素子に供給し続けるように、前記第２の整流回路と前記第２のスイッチング素子との接続を維持する自己保持回路を備える、
   請求項４に記載の無停電切替装置。
6. 両端がそれぞれ負荷及び系統電源に接続され、ユーザにより操作可能な第１の開閉器と、
   前記第１の開閉器の前記負荷側及び発電機電源に接続され、ユーザにより操作可能な第２の開閉器と、
   前記第１の開閉器の前記系統電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子に着脱自在に接続される第１の接続用端子と、
   前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、無停電切替装置の負荷接続用端子に着脱自在に接続される第２の接続用端子と、
   前記第２の開閉器の前記発電機電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子に着脱自在に接続される第３の接続用端子と、
   を備え、
   前記系統電源及び前記発電機電源から出力される各電圧波形は、互いに同期が取れていない、
   切替ブレーカ装置。
7. 両端がそれぞれ負荷及び第１の交流電源に接続され、ユーザにより操作可能な第１の開閉器と、
   前記第１の開閉器の前記負荷側及び第２の交流電源に接続され、ユーザにより操作可能な第２の開閉器と、
   前記第１の開閉器の前記第１の交流電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子と接続可能な第１の接続用端子と、
   前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、無停電切替装置の負荷接続用端子に接続可能な第２の接続用端子と、
   前記第２の開閉器の前記第２の交流電源側に設けられ、無停電切替装置の電源接続用端子と接続可能な第３の接続用端子と、
   前記第１の開閉器の前記第１の交流電源側に設けられ、前記負荷に接続されたスマートメータの端子に接続可能な第１のスマートメータ用端子と、
   前記第１の開閉器及び前記第２の開閉器の前記負荷側に設けられ、前記第１の交流電源に接続されたスマートメータの端子に接続可能な第２のスマートメータ用端子と、
   を備える、
   切替ブレーカ装置。
8. 請求項１から５のいずれか１項に記載の無停電切替装置と、
   前記無停電切替装置に着脱自在に接続される請求項６又は７に記載の切替ブレーカ装置と、
   を備える無停電切替システム。

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