JP7237424B2

JP7237424B2 - 分電盤

Info

Publication number: JP7237424B2
Application number: JP2019013182A
Authority: JP
Inventors: 淳史宮本; 裕幸伊藤
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2023-03-13
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: JP2020122669A

Description

本発明は、放電事象検出構造に関するものである。

特許文献１に記載されているように、ノイズ出力検出装置を設けることが知られている。従来においては、分電盤に設けられた主幹ブレーカの二次側に主幹ブレーカに隣接するようにノイズ出力検出装置を備えており、このノイズ出力検出装置を用いて、負荷に電流及び電圧を供給する範囲での放電事象の有無を検出していた。

特開２０１７－１７３００８号公報

ところで、このような構成であると、どの分岐ブレーカに接続している負荷や電線で放電事象が発生したのかは、把握することができない。

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。本発明が解決しようとする課題は、放電事象の発生位置の特定を容易にすることである。

上記課題を解決するため、主幹ブレーカ及び分岐ブレーカを備える分電盤にノイズ検出部を備えた放電事象検出構造であって、ノイズ検出部が分岐ブレーカの各々に対になるように接続され、放電事象により発生するノイズを検出する周波数でノイズ出力の有無を判定する１つの演算部に対して、複数のノイズ検出部が接続された放電事象検出構造とする。

また、複数のノイズ検出部を一体に形成したノイズ検出ユニットを備え、前記ノイズ検出ユニットを、母線バーと分岐ブレーカを接続する配線、若しくは、分岐ブレーカの出線部に取り付けた構成とすることが好ましい。

また、同時期に複数のノイズ検出部でノイズを検出した場合に、ノイズの出力が最も高いという判定、又は、ノイズの出力が最も早いとの判定の少なくとも一方がなされているノイズを用いてノイズの発生個所を特定するように制御する制御部を備えた構成とすることが好ましい。

また、回り込み防止フィルタを、ノイズ検出部又はノイズ検出部ユニットの一次側に設けた構成とすることが好ましい。

また、ノイズの検出がなされたノイズ検出部に対応する分岐ブレーカに遮断信号を送信できる出力部を備えた構成とすることが好ましい。

また、放電事象によるノイズ出力を判定する判定部と、外部に判定結果又は警報を出力する出力部と、過去のノイズ出力の検出情報を記憶する記憶部を有し、過去のノイズ出力の情報が記憶されている場合に、判定部の判定条件、若しくは、出力方法を、過去のノイズ出力の情報が記憶されていない場合と異なるものとするように制御する構成とすることが好ましい。

本発明では、放電事象の発生位置の特定を容易にすることが可能となる。

分電盤内に設けた複数の分岐ブレーカと対になるように設けたノイズ検出部に対して１つの演算部が接続している状態の例を表した図である。住居に設けた分電盤と負荷や配線経路の関係を表す図である。分岐ブレーカとノイズ検出部と演算部との関係例を表した図である。ノイズ検出部に増幅部を設けた例を表す図である。分岐ブレーカの一次側に回り込み防止フィルタを設け、分岐ブレーカの二次側にノイズ検出部を設けた例を表す図である。複数のノイズ検出部を備えたノイズ検出ユニットと、複数の回り込み防止フィルタを備えた回り込み防止フィルタユニットを備えた分電盤の例を表す図である。ノイズ検出ユニットの側面を表した図である。ノイズ検出部と回り込み防止フィルタが含まれた複合ユニットを備えた分電盤の例を表す図である。主幹ブレーカの二次側に主幹ノイズ検出部を設けた例を表した図である。演算部から各ブレーカに遮断信号を送信できる状態を表した図である。８個のノイズ検出部で検出されたノイズ同士を比較した状態を示す図である。但し、ノイズ検出部２で検出されたノイズが最初に検出されたものであり、かつ、最大のノイズとなっている。放電事象が発生した日時を記録するとともに、記録された内容から出力が変更されることを表す図である。ノイズの検出日時と場所情報をあわせて表示するまでの流れを示した図である。ＣＴで計測した電流の情報をフィルタ回路に送る構成を示した図である。電圧検出部で得られた電圧の情報をフィルタ回路に送る構成を示した図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１に示されていることから理解されるように、本実施形態の放電事象検出構造は、主幹ブレーカ２１及び分岐ブレーカ２２を備える分電盤２にノイズ検出部３１を備えている。また、この放電事象検出構造は、ノイズ検出部３１が分岐ブレーカ２２の各々に対になるように接続され、放電事象により発生するノイズを検出する周波数でノイズ出力の有無を判定する１つの演算部３２に対して、複数のノイズ検出部３１が接続されている。このため、放電事象の発生位置の特定を容易にすることが可能となる。また、分岐ブレーカ２２の数と同数の演算部３２を設置しなくて済むため、コスト面や設置作業面で優れている。また、複数のノイズ検出部３１で得られた情報を１つの演算部３２に集めることができるため、各情報を比較することができる。

図１に示すように、実施形態の分電盤２には、主幹ブレーカ２１を備えるとともに、主幹ブレーカ２１の二次側に設けた母線バー（図示せず）の二次側に接続される複数の分岐ブレーカ２２を備えている。各分岐ブレーカ２２の二次側には、冷蔵庫やエアーコンディショナーやテレビで例示される負荷やコンセントなどが繋がる。なお、図２に示すことから理解されるように、分電盤２は住居などの建築物のいたるところに設置された負荷などに電気を供給する。

実施形態の分電盤２には、演算部３２が一つ設けられており、この演算部３２に対して複数のノイズ検出部３１が接続されている。このため、分電盤２の内部に設置された全てのノイズ検出部３１から得られた情報を一つの演算部３２に集めることができる。また、演算部３２を多数設ける必要が無いため、分電盤２の大型化や高額化を抑制することができる。

ここで、分岐ブレーカ２２とノイズ検出部３１と演算部３２の関係について説明する。実施形態においては、各分岐ブレーカ２２に対して対になるようにノイズ検出部３１を備えている。図３に示す例におけるノイズ検出部３１は、高周波ノイズを抽出するフィルタ部３３を備えており、このノイズ検出部３１で抽出された情報が、演算部３２に送られる。演算部３２には各ノイズ検出部３１で抽出された情報が送られてくるため、複数のルートで演算部３２に情報が送られてくることになる。

ところで、ノイズを抽出するということは、ターゲットとする周波数を選択的に検出するということであるが、本実施形態におけるターゲットとする周波数とは、放電事故によって発生するノイズを検出するためにターゲットとする周波数のことをいう。ところで、伝導ノイズの周波数帯域においても放電事故によって発生するノイズは検出が可能である。しかしながら、このような周波数帯域のノイズには家電製品などが動作中に発生するノイズが含まれる。そのため、ターゲットとする周波数帯域は、家電製品などのノイズが含まれない放射ノイズの周波数帯域であることが好ましく、この場合、配線路上での放電事故によって生じたノイズが配線路内を伝達してきたものをフィルタ部３３で取り出すことができる。

これらの情報は、演算部３２内に設けた増幅部３４に送られ、フィルタ部３３の出力が増幅される。増幅された出力の情報は判定部３５で判定され、必要に応じて、判定結果に基づく情報が出力部３６を介して外部へ送られる。実施形態では、記憶部３７に記憶した判定基準との比較により、判定が行われる。なお、演算部３２は、このような態様に限る必要は無い。例えば、図４に示すことから理解されるように、増幅部３４をノイズ検出部３１に設けても良い。ところで、このような増幅部３４からの出力は通常、アナログ信号である。増幅部３５からアナログ信号を判定部３５に送る場合、判定部３５との距離が長くなると、線路上に他の機器からのノイズの影響を受けやすくなる。一方、増幅部３４にＡ／Ｄ変換器を形成すると増幅部３４の出力がデジタル信号の出力となるため、他の機器からのノイズの影響を小さくすることができる。

図３から図５に示す例では、分岐ブレーカ２２の一次側に回り込み防止フィルタ５１を設けて、分岐ブレーカ２２の一次側からノイズが伝播してくることを防いでいる。このため、分岐ブレーカ２２の二次側から伝播してくるノイズを適切に検出することができる。なお、実施形態で用いた回り込み防止フィルタ５１には、高周波数のノイズの通過を抑制する、ローパスフィルターを用いている。

図５に示す例では、ノイズ検出部３１を備えたノイズ検出装置を、分岐ブレーカ２２と１対１で対応するように、設けている。また、回り込み防止フィルタ５１を備えた回り込み防止装置を、分岐ブレーカ２２と１対１で対応するように、設けている。このような態様の他にも様々な態様が可能であるが、例えば、図６及び図７に示すことから理解されるように、複数のノイズ検出部３１を備えたノイズ検出ユニット３８を用いても良い。同様に、複数の回り込み防止フィルタ５１を備えた回り込み防止フィルタユニット５２を用いても良い。なお、複数のノイズ検出部３１を一体に形成したノイズ検出ユニット３８を、母線バーと分岐ブレーカ２２を接続する配線９１、若しくは、分岐ブレーカ２２の出線部に取り付ける構成とすれば、分電盤２へのノイズ検出部３１の組み付けを容易にすることができる。

また、図８に示すことから理解されるように、ノイズ検出部３１と回り込み防止フィルタ５１を備えた複合ユニット５３を用いても良い。この複合ユニット５３は、図８に示す例では、複数のノイズ検出部３１及び回り込み防止フィルタ５１を備えた構成であるが、ノイズ検出部３１と回り込み防止フィルタ５１を一つずつ備えた構成としても良い。

また、図９に示すことから理解されるように、主幹ブレーカ２１の一次側で生じた放電に起因するノイズを検出することが可能な主幹ノイズ検出部３９を設けても良い。実施形態の主幹ノイズ検出部３９は、主幹ブレーカ２１の二次側であって、分岐する前の位置に設置されている。なお、この検出結果も演算部３２に送られる。したがって、主幹ブレーカ２１の一次側で放電が生じたか否かを判定することができる。

ノイズ検出部３１や主幹ノイズ検出部３９から得た情報を基に放電事象が生じたと演算部３２で判定された場合、出力部３６から該当するブレーカに信号を送信し、ブレーカを遮断させるように制御することが好ましい。このようにするため、図１０に破線で示すことから理解されるように、演算部３２から各ブレーカに対してブレーカ遮断信号を送信できるようにすることが好ましい。このように、ノイズの検出がなされたノイズ検出部３１に対応する分岐ブレーカ２２に遮断信号を送信できる出力部３６を備えた構成とすれば、ノイズの検出情報から自動的にブレーカを遮断できるため、迅速に遮断することができる。

ところで、複数のノイズ検出部３１を用いて、各々のノイズ検出部３１の二次側で生じた放電事象を個別に検出しようとしても、検出予定箇所とは別の箇所で生じたノイズが回り込んで、ノイズを検出してしまう場合もあり得る。このような事象は、回り込み防止フィルタ５１を、ノイズ検出部３１又はノイズ検出部３１ユニットの一次側に設けることで回避可能である。ただし、複数カ所で検出されたノイズを比較して、その差を基に、実施の放電箇所を推定するようにしても良い。

例えば、一つの負荷に放電事象が生じたとすると、その生じた箇所と繋がる経路上で最も近い箇所のノイズ検出部３１で検出されたノイズを特定すれば良いのであるが、このノイズは本来検出するべきノイズ検出部３１で最も早く検出されることになるため、同時期に複数のノイズが検出された場合、最も早く検出されたノイズを検出したノイズ検出部３１の二次側で放電事象が生じ、その他の箇所では放電事象が生じていないと推定させても良い。

また、図１１に示すことから理解されるように、このノイズは本来検出するべきノイズ検出部３１で最も大きく検出されることになるため、同時期に複数のノイズが検出された場合、最も大きく検出されたノイズを検出したノイズ検出部３１の二次側で放電事象が生じ、その他の箇所では放電事象が生じていないと推定させても良い。なお、同時期に複数のノイズが検出された場合、最も早くかつ最も大きく検出されたノイズを検出したノイズ検出部３１の二次側で放電事象が生じ、その他の箇所では放電事象が生じていないと推定させても良い。この場合、最も早く検出されたノイズと最も大きく検出されたノイズが異なるものであった場合、双方で放電事象が生じているものと推定しても良い。

このようなことを可能とするために、同時期に複数のノイズ検出部３１でノイズを検出した場合に、ノイズの出力が最も高いという判定、又は、ノイズの出力が最も早いとの判定の少なくとも一方がなされているノイズを用いてノイズの発生個所を特定するように制御する制御部を備えた構成とすることが好ましい。このように制御できるようにすれば、回り込み防止フィルタ５１が必要でなくなるため、コストや設置空間の面で、望ましいものとすることができる。なお、このように比較できるのは、複数の情報を取り扱う構造としたからであり、従来のように単一の情報を取り扱う構造では不可能である。

また、実施形態では、記憶部３７で発生した放電の日時を記憶している。したがって、放電事象が頻繁に生じているか否かを判定することができる。図１２に示す例では、１番目のノイズ検出部３１では、２月１４日１４：００に一度、閾値以上のノイズが検出されたのみである。２番目のノイズ検出部３１では、３月３０日１３：００に閾値以上のノイズが検出され、４月１日には２０：００及び２０：０１に閾値以上のノイズが検出されている。３番目のノイズ検出部３１では、２月１０日１３：００、２月１５日１７：００、２月２０日２０：００に、閾値の９０％以上かつ閾値未満のノイズが検出されている。

このようなことを記憶しておくことで、ノイズの検出のされ方を、その後の制御内容に反映させることができる。例えば、１番目のノイズ検出部３１のように、単発で閾値以上のノイズが検出された場合には、警報を出力するだけにし、２番目のノイズ検出部３１のように、短い間隔で閾値以上のノイズが複数回検出された場合は、遮断信号をブレーカに送信し、該当するブレーカを遮断させるように制御するといったことができる。また、閾値に達しないノイズが断続的に確認された場合に警報を出力させるようにしても良い。なお、放電事象が発生した場合には、ケーブルなどがさらに劣化するため、２度目以降のノイズの検出の場合は、閾値を下げてノイズの検出を行うようにすることが好ましい。

このようなことを可能とするために、放電事象によるノイズ出力を判定する判定部３５と、外部に判定結果や警報を出力する出力部３６と、過去のノイズ出力の検出情報を記憶する記憶部３７を有し、かつ、判定部３５は過去のノイズ出力の情報が記憶部３７に記憶されている場合に、判定部３５の判定条件を異なるものとする、若しくは、出力方法を、過去のノイズ出力の情報が記憶されていない場合と異なるものとするように制御する制御部を備えた構成とすることが好ましい。このような構成を採用すれば、利用者が安全に利用しやすいものとすることができる。

また、記憶部３７に各々のノイズ検出部３１が所掌している箇所を記憶しておき、放電事象が検出された場合に、ノイズ検出部３１が所掌している箇所を表示するように出力させることもできる。図１３に示す例では、各々のノイズ検出部３１が所掌している箇所として、居間、台所、子供部屋、コンセントなどを記憶している。この情報と、ノイズ検出部３１でノイズが検出されたか否かを判定した結果と、ノイズが検出された日時と、を組み合わせて表示するようにすれば、「４月１日１３：００に台所で放電事象が生じた」といった表示をさせることが可能となる。このため、使用者にとって、放電事象が生じた場所の把握が容易になり、使い勝手が良くなる。

ところで、上記したノイズ検出部３１においては、複数の電路間にフィルタ回路７１を並列に接続するフィルタ部３３を備えたものであるが、ノイズ検出部３１は、このような構成とは異なるものとしても良い。例えば、図１４に示すように、ＣＴ６１で電流を計測し、その電流値から、ノイズ検出部３１以外（演算部３２など）に設けたフィルタ回路７１でノイズを抽出するようにしても良い。なお、ノイズ検出部３１にＣＴ６１及びフィルタ回路７１の双方を組み込んでも良い。

また、図１５に示すように、ノイズ検出部３１に電圧検出部６２を設けても良い。この電圧検出部６２で検出した電圧波形からノイズを抽出するフィルタ回路７１を設け、このフィルタ回路７１で抽出したノイズを増幅部３４で増幅すれば、判定部３５で判定させることができる。なお、ＣＴ６１を用いる場合であっても電圧検出部６２を用いる場合であっても、フィルタ回路７１をノイズ検出部３１に一体に形成することができる。

なお、実施形態の分電盤２のように、全てのノイズ検出部３１の情報を一つの演算部３２で一括管理する構成とすれば、放電事象の検出により分電盤２全体の主幹ブレーカ２１を遮断するべきか、個別の分岐ブレーカ２２を遮断すべきかを判定できる。例えば、ノイズ検出部３１の一つのみがノイズの検出をした場合、対応する一つの分岐ブレーカ２２のみを遮断するように制御する一方、複数のノイズ検出部３１でノイズを検出した場合には主幹ブレーカ２１を遮断するように制御するものとすることができる。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、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、分電盤は住居ではなく、商業施設などに設置することも可能である。

演算部の出力部は、各分岐ブレーカ、主幹ブレーカの引外装置に信号線を接続するものであっても良いし、無線により接続するものであってもよい。また、出力部としてＬＥＤ、警報器などを設け、記憶部の情報によって点滅や警報の種類を変更させるようにしても良い。出力部として、信号線で出力するもの、外部に通知するためのＬＥＤ、警報器などを併用すれば、危険度に応じて表示だけにするか遮断も行うかを選択することができる。

また、記憶部では放電事象が生じた日時までは記憶せず、放電事象が生じた積算回数を記憶するようにしてもよい。

２分電盤
２１主幹ブレーカ
２２分岐ブレーカ
３１ノイズ検出部
３２演算部
３５判定部
３６出力部
３７記憶部
３８ノイズ検出ユニット
５１回り込み防止フィルタ
９１配線

Claims

主幹ブレーカ及び複数の分岐ブレーカを備える分電盤であって、
放電事象により発生するノイズを検出する周波数でノイズ出力の有無を判定する１つの演算部に対して、複数のノイズ検出部が接続され、
前記ノイズ検出部が複数の前記分岐ブレーカの各々に対になるように接続され、
１つの前記演算部は、前記各ノイズ検出部で抽出された情報が送られ、各ノイズ検出部から得た情報を基に、放電事象によるノイズ出力の有無を判定する分電盤。
複数の前記ノイズ検出部を一体に形成したノイズ検出ユニットを備え、
前記ノイズ検出ユニットを、母線バーと分岐ブレーカを接続する配線、若しくは、前記分岐ブレーカの出線部に取り付けた請求項１に記載の分電盤。
同時期に複数の前記ノイズ検出部でノイズを検出した場合に、ノイズの出力が最も高いという判定、又は、ノイズの出力が最も早いとの判定の少なくとも一方がなされているノイズを用いてノイズの発生個所を特定するように制御する制御部を備えた請求項１又は２に記載の分電盤。
回り込み防止フィルタを、前記ノイズ検出部又は複数の前記ノイズ検出部を一体に形成したノイズ検出部ユニットの一次側に設けた請求項１又は２に記載の分電盤。
ノイズの検出がなされた前記ノイズ検出部に対応する前記分岐ブレーカに遮断信号を送信できる出力部を備えた請求項１から４の何れかに記載の分電盤。
放電事象によるノイズ出力を判定する判定部と、
外部に判定結果又は警報を出力する出力部と、
過去のノイズ出力の検出情報を記憶する記憶部を有し、
過去のノイズ出力の情報が記憶されている場合に、前記判定部の判定条件、若しくは、出力方法を、過去のノイズ出力の情報が記憶されていない場合と異なるものとするように制御する請求項１に記載の分電盤。