JP7357202B2 - アーク検出システム及び分電盤 - Google Patents

Description

本開示は、アーク検出システム及び分電盤に関する。より詳細には、本開示は、アーク故障の有無を検出するアーク検出システム及び分電盤に関する。

特許文献１は、電路（回路）に流れる異常電流を検知する異常電流検出部と、異常電流検出部の検知動作を受けて接点部を遮断動作させる開閉機構部とを備える回路遮断器を開示する。

特開２０１４－２３５９０６

特許文献１の回路遮断器は、分岐回路に流れる異常電流を検知しているので、全ての回路において異常電流の有無を検知するためには、複数の分岐回路の各々に異常電流検出部を有する複数の回路遮断器を配置する必要があった。

本開示の目的は、複数の分岐回路におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム及び分電盤を提供することにある。

本開示の一態様のアーク検出システムは、アーク検出ユニットを備える。前記アーク検出ユニットは、交流電源と少なくとも１つの負荷回路との間を電気的に接続する複数の電路の間に発生する交流電圧に基づいてアーク故障の有無を検出する。前記アーク検出ユニットが、前記交流電源と前記少なくとも１つの負荷回路との間に電気的に接続される主幹開閉器と一体的に設けられている。

本開示の一態様の分電盤は、上記のアーク検出システムと、前記アーク検出システムを収容する分電盤用キャビネットと、を備える。

本開示によれば、複数の分岐回路におけるアーク故障の有無をまとめて検出することができる、という利点がある。

図１は、本開示の一実施形態に係るアーク検出システムを備える分電盤の概略構成を示す説明図である。 図２は、同上の分電盤において蓋体及びカバーが外された状態を正面から見た説明図である。 図３は、同上のアーク検出システムの概略構成を示すブロック回路図である。 図４Ａは、パラレルアークの発生原理の説明図である。図４Ｂは、シリーズアークの発生原理の説明図である。 図５Ａは、パラレルアークの発生時において配線を流れる電流の波形の一例を示す波形図である。図５Ｂは、シリーズアークの発生時において配線を流れる電流の波形の一例を示す波形図である。 図６は、同上のアーク検出システムの動作を説明するフローチャートである。 図７は、同上の変形例に係るアーク検出システムを備える分電盤において蓋体及びカバーが外された状態を正面から見た説明図である。

（実施形態）
（１）概要
本開示のアーク検出システム１００は、図１及び図２に示すように、分電盤１に接続されている回路Ｃ１００（分岐回路Ｃ１及び幹線回路Ｃ２を含む）で発生するアーク故障を検出するために用いられる。

アーク検出システム１００は、アーク検出ユニット３３を備える。アーク検出ユニット３３は、交流電源２０と少なくとも１つの負荷回路（回路Ｃ１００）との間を電気的に接続する複数の電路（配線Ｃ１１（図３参照）を含む）の間に発生する交流電圧Ｖ１に基づいて、アーク故障の有無を検出する。アーク検出ユニット３３は、交流電源２０と少なくとも１つの負荷回路（回路Ｃ１００）との間に電気的に接続される主幹開閉器（主幹ブレーカとも言う）３と一体的に設けられている。

本開示において、「負荷回路」は、分電盤１に接続されている回路Ｃ１００であり、分岐回路Ｃ１と幹線回路Ｃ２とを少なくとも含む。幹線回路Ｃ２は、主幹開閉器３の二次側に電気的に接続されている回路である。分岐回路Ｃ１は、幹線回路Ｃ２に分岐開閉器（分岐ブレーカとも言う）４を介して電気的に接続される回路である。なお、幹線回路Ｃ２は、主幹開閉器３の二次側端子Ｔ２（図２参照）に電気的に接続される分岐開閉器４、感震ブレーカ５、連系ブレーカ６、コンセント２２、及び電気機器２３，２４を含み得る。幹線回路Ｃ２は、連系ブレーカ６の二次側端子に電気的に接続される分散電源２１を含み得る。また、幹線回路Ｃ２は、分岐開閉器４の二次側端子に電気的に接続されるコンセント２２若しくは電気機器２４、又は分岐開閉器４の二次側端子に直接、電気的に接続される電気機器２３を含み得る。分岐回路Ｃ１は、分岐開閉器４の二次側端子に電気的に接続されるコンセント２２若しくは電気機器２４を含み得る。なお、以下の説明において、主幹開閉器３、分岐開閉器４、感震ブレーカ５、及び連系ブレーカ６を特に区別しない場合、「開閉器２」という場合もある。本開示において、交流電源２０と少なくとも１つの負荷回路（回路Ｃ１００）との間を電気的に接続する複数の「電路」とは、電線及び導電バー等の導電部材を含み得る。導電バーは、例えば金属板により長尺板状に形成された導電部材である。

本開示でいう「アーク故障」は、回路Ｃ１００に含まれる配線Ｃ１１における絶縁劣化又は半断線等の配線異常によって発生し得る。本開示でいう「半断線」は、断線しかかっている状態を意味し、具体的には、配線Ｃ１１がより線であれば、より線を構成する複数本の素線のうちの一部の素線が断線した状態である。アーク故障は、一例として、配線Ｃ１１が一対の電線で構成される場合に、一対の電線間が短絡することでアーク（いわゆるパラレルアーク）が発生することを含み得る。また、アーク故障は、一例として、配線Ｃ１１が一対の電線で構成される場合に、一対の電線のうちの一方が半断線することでアーク（いわゆるシリーズアーク）が発生することを含み得る。なお、パラレルアークによって配線Ｃ１１に流れる電流の大きさは数十～数百Ａ程度であるのに対して、シリーズアークによって配線Ｃ１１に流れる電流の大きさは数Ａ～３０Ａ程度である。

アーク検出システム１００のアーク検出ユニット３３は、複数の配線Ｃ１１（図３参照）の間に発生する交流電圧Ｖ１に基づいて、アーク故障の有無を検出する。このアーク検出ユニット３３は主幹開閉器３と一体的に設けられているので、アーク検出ユニット３３は、主幹開閉器３に電気的に接続されている配線Ｃ１１でのアーク故障の有無を検出することができる。よって、主幹開閉器３に複数の分岐回路Ｃ１が電気的に接続されている場合に、複数の分岐回路Ｃ１の各々にアーク故障の有無を検出するための回路を設ける必要がない。したがって、複数の分岐回路Ｃ１におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム１００を提供できる、との利点がある。

（２）詳細
以下、本実施形態のアーク検出システム１００及びアーク検出システム１００を備える分電盤１について図１及び図２を用いて詳細に説明する。

分電盤１の分電盤用キャビネット１０（図２参照）は、例えば、戸建て住宅又は集合住宅の住戸等の施設５００に設置されて使用される。なお、分電盤１が設置される施設５００は、戸建て住宅又は集合住宅の各住戸に限定されず、非住宅の建物（例えば、工場、商業用ビル、オフィスビル、病院、学校等）に設置されてもよい。

以下の説明では、特に断りがない限り、図２においてＸ軸方向を左右方向、Ｚ軸方向を上下方向と規定する。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向とそれぞれ直交する方向を前後方向と規定する。さらに、Ｘ軸方向の正の向きを右側、Ｚ軸方向の正の向きを上側と規定する。ただし、これらの方向は一例であり、分電盤用キャビネット１０及び分電盤１の使用時の方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。

（２．１）分電盤
まず、分電盤１について説明する。分電盤１は、図１に示すように、アーク検出システム１００と、アーク検出システム１００を収容する分電盤用キャビネット１０と、を備えている。分電盤用キャビネット１０は、図２に示すように、複数の開閉器２と、監視ユニット７と、電流計測装置８と、バックアップ電源９（図１参照）と、を収容する。ここで、開閉器２は、主幹開閉器３と、複数の分岐開閉器４と、感震ブレーカ５と、連系ブレーカ６と、を含んでいる。なお、分電盤用キャビネット１０が、監視ユニット７、電流計測装置８、及びバックアップ電源９を収容することは必須ではなく、監視ユニット７、電流計測装置８及びバックアップ電源９の少なくとも一部が分電盤用キャビネット１０の外側に配置されていてもよい。

分電盤用キャビネット１０は、前面が開口した箱状のボディ１１（図２参照）と、ボディ１１の開口を塞ぐカバーと、を備えている。図２においては、カバーの図示を省略している。分電盤用キャビネット１０は、例えば建物の壁１１０（図２参照）等、建物を構成する部材に取り付けられる。なお、分電盤用キャビネット１０は、壁１１０に設けられた取付孔に一部又は全体が埋め込まれた状態で取り付けられてもよい。分電盤用キャビネット１０は、例えば、平均的な身長の子供では手が届かないような高さ位置であって、平均的な身長の大人であれば操作が可能なような高さ位置に設けられている。

また、分電盤用キャビネット１０は、分電盤用キャビネット１０が壁１１０に取り付けられた状態でカバーの前面を覆う蓋体を更に備える。蓋体は、閉位置と開位置との間で移動可能な状態でカバーに取り付けられる。閉位置は、カバーの前面を覆う位置である。開位置は、カバーの前面の少なくとも一部を覆わない位置である。なお、蓋体は、ある方向からカバーを見た場合にカバーの前面の一部を覆っていればよく、本実施形態では、閉位置にある蓋体は、カバーを前方から見た場合にカバーの前面の略全体を覆っている。

分電盤用キャビネット１０の内部には、図２に示すように、主幹開閉器３、複数の分岐開閉器４、感震ブレーカ５、連系ブレーカ６、監視ユニット７、及び電流計測装置８が収容されている。主幹開閉器３、複数の分岐開閉器４、感震ブレーカ５、連系ブレーカ６、監視ユニット７、及び電流計測装置８は、ボディ１１に直接又は取付用の部品等を介して取り付けられている。図２は、分電盤用キャビネット１０の内部における主幹開閉器３、複数の分岐開閉器４、感震ブレーカ５、連系ブレーカ６、監視ユニット７、及び電流計測装置８の配置を示しているが、これらの配置は一例であり、適宜変更が可能である。また、図２ではバックアップ電源９の図示を省略しているが、バックアップ電源９は分電盤用キャビネット１０の内部の適宜の位置に配置されていればよい。

主幹開閉器３は、合成樹脂製の箱形の第１ケース３９を備えている。主幹開閉器３は、分電盤用キャビネット１０の内部において、左右方向の中央よりもやや左側の位置に配置されている。なお、分電盤用キャビネット１０の内部での主幹開閉器３の位置は、例えば中央よりも右側等、他の位置であってもよい。主幹開閉器３の第１ケース３９には、一次側端子Ｔ１と二次側端子Ｔ２との間に電気的に接続された接点３０（図１参照）が収容されている。主幹開閉器３は、接点３０をオン又はオフにするための操作レバーを第１ケース３９の前面に備えている。また、主幹開閉器３は、例えば主幹開閉器３０より下流側の電路で漏電が発生している異常状態を検出する検出回路３１（図１参照）と、検出回路３１が異常電流（漏電発生時の電流、過電流、中性線の欠相状態での電流の少なくとも１つ）を検出すると接点３０を遮断する遮断回路３４と、を有している。また、主幹開閉器３は、漏電の有無を検出する上記の検出回路３１と、交流電源２０から一次側端子Ｔ１を介して電力を得て検出回路３１に動作電力を供給する電源回路３２を更に有している。この電源回路３２は、上述したアーク検出ユニット３３にも動作電力を供給する。

主幹開閉器３では、検出回路３１にて接点３０に漏電電流が流れる異常状態を検出すると、遮断回路３４が接点３０を開極させる。これにより、主幹開閉器３は、主幹開閉器３の二次側の回路への電力供給を遮断し、回路を保護している。また、検出回路３１は、接点３０に短絡電流又は過負荷電流等の過電流が流れる異常状態を検出する機能を備え、単相三線式配線における中性線の欠相状態を検出する機能を更に備えている。検出回路３１にて短絡電流又は過負荷電流等の過電流を検出すると、遮断回路３４が接点３０を開極させる。また、検出回路３１が中性線の欠相状態を検出すると、遮断回路３４が接点３０を開極させる。なお、主幹開閉器３は、所定の制限値を超える電流が流れると、接点３０を開極させるリミッタ機能を備えていてもよい。

主幹開閉器３の一次側端子（第１接続端子）Ｔ１は、図２に示すように、主幹開閉器３の第１ケース３９の上面から上向きに突出している。主幹開閉器３の一次側端子Ｔ１には、交流電源２０（系統電源）の単相三線式の引込線ＣＢ１が電気的に接続される。また、図１に示すように、主幹開閉器３の一次側の引込線ＣＢ１には、幹線回路Ｃ２に流れる電流（主幹電流）を計測するための主幹電流計測装置７０が取り付けられている。主幹電流計測装置７０は、例えばカレントトランス（ＣＴ）であって、引込線ＣＢ１を流れる電流、つまり主幹開閉器３の一次側の回路を流れる一次電流を計測する。

主幹開閉器３の二次側端子Ｔ２は、主幹開閉器３の第１ケース３９の右側面から横方向に突出している。主幹開閉器３の二次側端子Ｔ２には、単相三線式配線における第１電圧極（Ｌ１相）の導電バー、第２電圧極（Ｌ２相）の導電バー、及び中性極（Ｎ相）の導電バーが接続されている。各導電バーは、導電部材により左右方向に長い長尺板状に形成されており、分電盤用キャビネット１０の内部において、上下方向の中央であって主幹開閉器３の右側の位置に配置されている。

複数の分岐開閉器４は、各導電バーの上側と下側とに分かれて、それぞれ複数個ずつ左右方向に並ぶように配置されている。本実施形態では、図２に示すように、各導電バーの上側には、１２個の分岐開閉器４が左右方向に並ぶように配置されている。また、各導電バーの下側には、１１個の分岐開閉器４が左右方向に並ぶように配置されている。

各分岐開閉器４は、一対の一次側端子と、一対の二次側端子と、を備えている。各分岐開閉器４は、一次側端子と二次側端子との間に電気的に接続される接点を有している。各分岐開閉器４の前面には、各分岐開閉器４が内蔵する接点をオン又はオフにするための操作レバーが設けられている。

分岐開閉器４には、１００Ｖ用と２００Ｖ用とがある。１００Ｖ用の分岐開閉器４が備える一対の一次側端子は、第１電圧極の導電バー及び第２電圧極の導電バーのうちの一方と、中性極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。２００Ｖ用の分岐開閉器４が備える一対の一次側端子は、第１電圧極の導電バーと、第２電圧極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。また、分岐開閉器４の二次側端子には、対応する配線Ｃ１１が電気的に接続される。各分岐開閉器４の二次側端子に接続された配線Ｃ１１には、例えば、照明器具、給湯設備等の電気機器２３、コンセント２２（図１参照）又は壁スイッチ等の配線器具が負荷として１つ以上接続される。したがって、分電盤１は、分岐開閉器４の二次側端子に配線Ｃ１１を介して接続された電気機器２３、又はコンセント２２に接続された電気機器２４（例えば空調機器又はテレビ受像機等）等に電力を供給することができる。

また、分岐開閉器４は、分岐開閉器４が内蔵する接点に、短絡電流又は過負荷電流等の過電流が流れる異常状態を検出する検出部４１（図１参照）を備えている。分岐開閉器４は、検出部４１の検出結果に応じて、分岐開閉器４が内蔵する接点を開極させる遮断部４２を備えている。分岐開閉器４では、検出部４１にて接点に過電流が流れる異常状態を検出すると、遮断部４２が接点を開極させる。また、検出部４１は、分岐開閉器４に接続された分岐回路Ｃ１の漏電状態を検出する機能を備えている。そして、分岐開閉器４では、検出部４１が漏電の発生を検出すると、遮断部４２が接点を開極させる。これにより、分岐開閉器４は、接点に過電流が流れる異常状態又は漏電の発生時に、分岐開閉器４の二次側の分岐回路Ｃ１への電力供給を遮断することによって、分岐回路Ｃ１を保護している。

感震ブレーカ５は、導電バーの下側において、分岐開閉器４と左右方向に並ぶように配置されている。感震ブレーカ５は、分電盤用キャビネット１０に加わる振動を検出する感震センサ５１を有している。感震センサ５１が所定の基準値（例えば震度５の地震動）を超える大きさの振動を検出すると、感震ブレーカ５は回路を遮断する遮断動作を行う。感震ブレーカ５は、例えば第１電圧極又は第２電圧極と中性極との間を比較的低抵抗のインピーダンス要素を介して電気的に接続することで疑似的な漏電状態を発生させる。感震ブレーカ５が疑似的な漏電状態を発生させると、主幹開閉器３の検出回路３１が、感震ブレーカ５が発生させた疑似的な漏電状態を検出し、遮断回路３４が接点３０を開極させる。これにより、地震等によって分電盤用キャビネット１０に基準値を超える大きさの振動が加わると、主幹開閉器３の二次側に接続された回路Ｃ１００への電力供給を遮断することができる。

連系ブレーカ６には、施設５００に設けられた分散電源２１が接続される。連系ブレーカ６は、主幹開閉器３の二次側端子Ｔ２に電気的に接続された導電バーと、分散電源２１との間に電気的に接続される。連系ブレーカの接点がオンになると、分散電源２１が交流電源２０と連系して負荷に電力を供給することができる。一方、連系ブレーカ６の接点がオフになると、分散電源２１が交流電源２０から解列される。連系ブレーカ６は、例えば漏電の発生を検出する検出機能を有している。連系ブレーカ６の検出機能が漏電の発生を検出すると、連系ブレーカ６は遮断動作を行い、分散電源２１を交流電源２０から解列させる。なお、連系ブレーカ６は、短絡電流等の過電流を検出する検出機能を備えていてもよく、連系ブレーカ６の検出機能が過電流を検出すると、連系ブレーカ６が遮断動作を行うように構成されてもよい。

電流計測装置８は、複数の分岐開閉器４の各々に接続された負荷（電気機器２３，２４等）に流れる電流を計測するように構成されている。電流計測装置８は、例えば、基板と、複数のコイルと、を有している。基板は、左右方向に長い板状である。基板には、複数の孔が形成されている。複数の孔には、導電バーから延びて分岐開閉器４の一次側端子に接続される端子がそれぞれ挿入される。コイルは、例えばロゴスキコイルであり、基板の孔の周りに形成されている。本実施形態では、電流計測装置８は、複数の分岐開閉器４及び連系ブレーカ６の各々に流れる電流を計測する。ここにおいて、電流計測装置８（電流センサ）は、分電盤１が設置される施設５００で使用されるエネルギーを管理するエネルギー管理システム６００に用いられるセンサと共用される。なお、電流計測装置８はロゴスキコイルを有する態様に限定されず、例えば、変流器（カレントトランス）、ホール素子、ＧＭＲ（Giant Magnetic Resistances）素子等の磁気抵抗素子、シャント抵抗等のセンサを有する態様でもよい。

バックアップ電源９は、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の二次電池であるバッテリ９１と、バッテリ９１を充電する充電回路とを含む。バックアップ電源９の充電回路は、主幹開閉器３の一次側から電力の供給を受けて、バッテリ９１を充電する。バックアップ電源９は、交流電源２０が停電した場合に、バッテリ９１を電源として監視ユニット７等に電力を供給する。したがって、交流電源２０が停電した場合でも、監視ユニット７は、バックアップ電源９から電力の供給を受けて動作することができる。交流電源２０の正常時には、監視ユニット７は、主幹開閉器３の一次側（交流電源２０）から電力の供給を受けて動作する。

監視ユニット７は、分電盤用キャビネット１０の内部において、主幹開閉器３の左側に配置されている。監視ユニット７は、主幹開閉器３の一次側から電力の供給を受けて動作するので、主幹開閉器３が遮断動作を行った場合でも動作が可能である。なお、交流電源２０が停電した場合には、監視ユニット７は、バックアップ電源９から電力の供給を受けるので、交流電源２０の停電時でも動作が可能である。

より詳しくは、本実施形態の監視ユニット７は、制御部７１と、通信部７２と、通知部７３と、記憶部７４と、を備えている。

制御部７１は、例えば、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御部７１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

制御部７１は、取得部７１１及び出力部７１２の機能を備える。

取得部７１１は、分電盤１内の主幹開閉器３及び分岐開閉器４の少なくとも一方を通過する電力を計測する。本実施形態の監視ユニット７は、主幹電流計測装置７０及び電流計測装置８に電気的に接続されている。取得部７１１は、電流計測装置８が計測した複数の分岐開閉器４及び連系ブレーカ６の各々に流れる電流の値を、電流計測装置８から受け取る。さらに、取得部７１１は、主幹電流計測装置７０が計測した電流値を主幹電流計測装置７０から受け取る。取得部７１１は、電流計測装置８及び主幹電流計測装置７０が計測した電流値のそれぞれを電力値（瞬時電力値）に変換する。また、取得部７１１は、収集した瞬時電力のデータを所定時間に亘って積算した電力量のデータを演算する機能を有している。

制御部７１は、取得部７１１が取得した電力値又は電力量のデータを記憶部７４に記憶する。また、制御部７１は、取得部７１１が取得した電力値又は電力量のデータを、通信部７２からコントローラ２５又は管理サーバ３００に出力する。

通信部７２は、施設５００に設置されたコントローラ２５等との間で通信を行う。コントローラ２５は、回路Ｃ１００が配置された施設５００でのエネルギーの使用量を管理するエネルギー管理システム６００（例えばＨＥＭＳ：Home Energy Management System）のコントローラである。コントローラ２５は、エネルギー管理システム６００に対応する機器（以下、ＨＥＭＳ対応機器という）の制御又は監視を行う。つまり、コントローラ２５は、監視ユニット７と通信を行うことによって、複数の分岐開閉器４に接続された複数の負荷（電気機器２３，２４等）の各々での瞬時電力や電力量を取得することができ、ＨＥＭＳ対応機器を制御又は監視することができる。コントローラ２５は、分電盤用キャビネット１０の外部に配置されている。ここに、ＨＥＭＳ対応機器は、例えばスマートメータ、太陽光発電装置、蓄電装置、燃料電池、電気自動車、エアコン、照明器具、給湯装置、冷蔵庫、又はテレビ受像機等を含む。なお、ＨＥＭＳ対応機器は、これらの機器に限定されない。

通信部７２とコントローラ２５との間の通信方式は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線局（免許を要しない無線局）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格に準拠した、電波を媒体とした無線通信である。通信部７２とコントローラ２５との間の通信方式は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信規格に準拠した有線通信であってもよい。また、通信部７２とコントローラ２５との間の通信における通信プロトコルは、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）等である。

通知部７３は、インターネットのような広域ネットワーク２００を介して、管理サーバ３００又は情報端末４００等の外部システムと通信する通信機能を有している。ここにおいて、情報端末４００は、例えば分電盤１のユーザが携帯する端末であり、例えばスマートフォン又はタブレット型のコンピュータである。また、情報端末４００は、例えばデスクトップ型又はラップトップ型のパーソナルコンピュータ等であってもよい。通知部７３は、取得部７１１が取得した電力値又は電力量のデータ等を、管理サーバ３００又は情報端末４００に通知する。ユーザは、情報端末４００を操作して、例えばメールを閲覧したり、情報端末４００にインストールされているアプリケーションを起動したりすることにより、取得部７１１が取得した電力値又は電力量のデータを確認することができる。

記憶部７４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の電気的に書換え可能な不揮発性メモリ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ等を備える。記憶部７４は、取得部７１１が取得した電力値又は電力量のデータ等を記憶する。

（２．２）アーク検出システム
次に、アーク検出システム１００について図１及び図３を用いて説明する。アーク検出システム１００は、上述したアーク検出ユニット３３と、アーク検出ユニット３３の検出結果を出力する出力部３５と、を備えている。つまり、主幹開閉器３には、アーク検出ユニット３３の検出結果を出力する出力部３５が設けられている。なお、図３は、アーク検出システム１００が備えるアーク検出ユニット３３の概略的な回路構成を説明する回路図である。このアーク検出システム１００は、上述したように主幹開閉器３に設けられている。

図３は、単相三線式配線における第１電圧極及び第２電圧極の一方と中性極との間に接続される負荷回路が接続された電路（配線Ｃ１１）においてアーク故障の有無を検出するアーク検出ユニット３３の一例を示している。

アーク検出ユニット３３は、主幹開閉器３の二次側の回路Ｃ１００が接続される異極の電路（配線Ｃ１１）間に配置される検知ルート３３１を有している。この検知ルート３３１は、コンデンサ３３５と、被測定部である抵抗３３４との直列回路であるＣＲ回路を含む。つまり、アーク検出ユニット３３は、複数の電路（配線Ｃ１１）の間に電気的に接続されるコンデンサ３３５と抵抗（被測定部）３３４との直列回路を有している。そして、アーク検出ユニット３３は、抵抗３３４に発生する電圧を測定する測定回路３３２と、測定回路３３２の測定結果に基づいてアーク故障の有無を判定する判定回路３３３と、を備える。このコンデンサ３３５は主幹開閉器３に内蔵されている。判定回路３３３は、抵抗３３４の両端間に発生する電圧のピーク値の絶対値と所定の閾値との高低を比較することによって、アーク故障の有無を判定する。この閾値は、回路Ｃ１００においてアーク故障が発生していない場合に抵抗３３４の両端間に発生する電圧のピーク値（絶対値）よりは高い電圧値であって、アーク故障が発生している場合に抵抗３３４の両端間に発生する電圧のピーク値（絶対値）よりも低い電圧値に設定されている。

ここで、回路Ｃ１００と並列に接続される検知ルート３３１は、コンデンサ３３５と抵抗３３４との直列回路であるＣＲ回路で構成されているので、検知ルート３３１のインピーダンスは、周波数が高くなるほど低下する。回路Ｃ１００においてアーク故障が発生しておらず、回路Ｃ１００に交流電源２０の周波数（例えば５０又は６０Ｈｚ）と同程度の周波数の交流電流が流れている場合、検知ルート３３１には殆ど電流が流れないように、ＣＲ回路の遮断周波数が設定されている。

回路Ｃ１００においてアーク故障が発生していない場合、回路Ｃ１００には低周波（交流電源２０の周波数と同程度の周波数）の交流電流が流れる。したがって、検知ルート３３１には殆ど電流が流れず、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）は閾値よりも低くなるので、判定回路３３３は回路Ｃ１００においてアーク故障が発生していないと判定する。

一方、回路Ｃ１００においてアーク故障が発生すると、回路Ｃ１００が接続される異極の配線Ｃ１１間に高周波の電流が流れるため、検知ルート３３１に高周波の電流が流れることになる。したがって、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）は閾値以上になるので、判定回路３３３は、回路Ｃ１００においてアーク故障が発生したと判定する。

判定回路３３３が回路Ｃ１００においてアーク故障が発生したと判定すると、遮断回路３４が接点３０を開極させている。すなわち、主幹開閉器３には、アーク検出ユニット３３がアーク故障を検出した場合に電路（配線Ｃ１１）を遮断する遮断回路３４が設けられている。これにより、主幹開閉器３は、主幹開閉器３の二次側の回路への電力供給を遮断し、回路を保護することができる。

なお、判定回路３３３は、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上になるとアーク故障が発生したと判定しているが、抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上になる状態が所定時間内に所定回数以上発生すると、アーク故障が発生したと判定してもよい。これにより、ノイズ等によって抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）が単発的に閾値以上になったことをもって、判定回路３３３が、アーク故障と誤検出する可能性を低減できる。また、検知ルート３３１を構成するコンデンサ３３５は、主幹開閉器３に内蔵されているので、コンデンサ３３５を外付けで取り付ける手間を省くことができる。

ところで、上記の実施形態では、アーク検出ユニット３３が、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）と閾値との高低を比較することでアーク故障の有無を判定しているが、配線Ｃ１１に流れる電流の電流波形に基づいてアーク故障の有無を判定してもよい。

つまり、アーク検出ユニット３３は、測定回路３３２によって測定された抵抗３３４の両端間の電圧と、配線Ｃ１１に流れる電流の電流波形とに基づいて、配線Ｃ１１の配線異常（アーク故障）を判定してもよい。すなわち、アーク検出ユニット３３は、電路（配線Ｃ１１）に流れる電流に更に基づいて、アーク故障の有無を検出する。ここで、アーク検出ユニット３３は、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上になるか、又は、電路に流れる電流に基づいてアーク故障を検出すると、アーク故障が発生したと検出してもよく、アーク故障の検出漏れを抑制できる。また、アーク検出ユニット３３は、測定回路３３２が測定した抵抗３３４の両端電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上になり、かつ、電路に流れる電流に基づいてアーク故障を検出すると、アーク故障が発生したと検出してもよく、アーク故障の誤検出を抑制できる。

アーク検出ユニット３３が、配線Ｃ１１に流れる電流の電流波形に基づいてアーク故障の有無を判定する場合、アーク検出ユニット３３は、例えば、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、アーク検出ユニット３３としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

アーク検出ユニット３３は、カレントトランス等の電流センサを用いて、主幹開閉器３に接続された幹線回路Ｃ２の配線Ｃ１１に流れる電流の波形を示す情報を取得する。そして、アーク検出ユニット３３は、電流センサを用いて取得した電流の波形を示す情報に基づいて、主幹開閉器３に接続された配線Ｃ１１における配線異常（アーク故障）を検知する。

ここにおいて、アーク検出ユニット３３は、配線Ｃ１１の配線異常（アーク故障）を検知するにあたって、幹線回路Ｃ２を流れる電流の波形から、分岐回路Ｃ１ごとの個別波形を推定する。そして、アーク検出ユニット３３は、推定した個別波形に基づいて分岐回路Ｃ１ごとの配線異常を検知する。つまり、幹線回路Ｃ２を流れる電流の波形は、複数の分岐回路Ｃ１の各々を流れる電流の波形（個別波形）を合成した波形となる。したがって、アーク検出ユニット３３は、例えばディスアグリゲーション（disaggregation）技術を用いて、幹線回路Ｃ２を流れる電流の波形から、分岐回路Ｃ１ごとの電流の波形を推定することが可能である。

具体的には、例えばアーク検出システム１００とは異なる外部システムにおいて、あらかじめ分岐回路Ｃ１ごとに個別波形の特徴を抽出又は学習し、抽出又は学習した特徴をアーク検出ユニット３３が有するメモリに記憶させる。ここでいう「個別波形の特徴」は、所定期間（例えば、１周期又は数周期）における個別波形の一部に現れる固有のパターンであってもよいし、所定期間における個別波形自体であってもよい。個別波形の特徴を抽出又は学習する方法としては、例えば、ニューラルネットワーク若しくはＨＭＭ（Hidden Markov Model：隠れマルコフモデル）を用いた機械学習の他、ウェーブレット変換を用いた抽出方法などが挙げられる。

アーク検出ユニット３３によりアーク故障の有無を検出するにあたっては、分電盤１に接続されることが想定される多様な分岐回路Ｃ１について、個別波形の特徴を抽出又は学習しておくのが好ましい。例えば、外部システムは、分岐開閉器４にコンセント２２のみが接続されている分岐回路Ｃ１の個別波形の特徴、及び分岐開閉器４にコンセント２２を介して電気機器２４が接続されている分岐回路Ｃ１の個別波形の特徴を抽出又は学習する。また、例えば、外部システムは、分岐開閉器４に直接、電気機器２３が接続されている分岐回路Ｃ１の個別波形の特徴を抽出又は学習する。もちろん、分岐回路Ｃ１に含まれる電気機器２３，２４の種類及び台数に応じて個別波形の特徴が異なってくるので、外部システムは、電気機器２３，２４の種類及び台数を互いに異ならせた多様な分岐回路Ｃ１について、個別波形の特徴を抽出又は学習する。

さらに、外部システムは、分岐回路Ｃ１ごとに、配線Ｃ１１の配線異常が生じていない正常時の個別波形の特徴と、配線Ｃ１１の配線異常が生じている異常時の個別波形の特徴と、を抽出又は学習する。本実施形態では、配線Ｃ１１の配線異常には、既に述べたように、パラレルアークの発生と、シリーズアークの発生と、が含まれる。

パラレルアークは、図４Ａに示すように、配線Ｃ１１を構成する一対の電線Ｃ１０の各導体が接触する等して短絡することにより発生し得る。図４Ａにおける点線の矢印Ｉ１は、パラレルアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の経路を表している。パラレルアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の大きさは、例えば数十〔Ａ〕～数百〔Ａ〕である。パラレルアークは、例えば施設５００にある器物（例えば、家具等）の端縁に配線Ｃ１１が引っ掛かることで被覆Ｃ１２が損傷したり、ステップル等の金属製の部材で配線Ｃ１１を挟み込んだりすることで生じ得る。また、パラレルアークは、例えば配線Ｃ１１に過電流が流れて被覆Ｃ１２が溶融したり、動物が配線Ｃ１１を噛んだりすることで生じ得る。その他、パラレルアークは、配線Ｃ１１が長期的に紫外線を浴び続けることで劣化した場合にも生じ得る。

図５Ａは、パラレルアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の波形の一例を示す。図５Ａに示すように、パラレルアークの発生時においては、配線Ｃ１１には、断続的にパルス電流が流れる。つまり、パラレルアークの発生時における個別波形の特徴は、正常時の個別波形の特徴と異なる。

シリーズアークは、図４Ｂに示すように、配線Ｃ１１を構成する一対の電線Ｃ１０のうちの一方が半断線することにより発生し得る。図４Ｂにおける点線の矢印Ｉ２は、シリーズアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の経路を表している。シリーズアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の大きさは、数〔Ａ〕～十数〔Ａ〕である。そのため、シリーズアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の大きさは、配線異常の発生していない正常時において配線Ｃ１１に接続される負荷（例えば、電気機器２３，２４）に流れる電流の大きさよりも小さくなることもある。シリーズアークは、例えば配線Ｃ１１を繰り返し曲げられたり、配線Ｃ１１を過度な力で引っ張られたりすることで生じ得る。

図５Ｂは、シリーズアークの発生時において配線Ｃ１１を流れる電流の波形の一例を示す。図５Ｂに示すように、シリーズアークの発生時においては、配線Ｃ１１には、負荷（例えば、電気機器２３，２４）に供給される電流に対して、シリーズアークに特有の高周波成分が重畳された電流が流れる。つまり、シリーズアークの発生時に配線Ｃ１１を流れる電流は、図５Ｂに例示するようなシリーズアークに特有の高周波成分を含み得る。つまり、シリーズアークの発生時における個別波形の特徴は、正常時の個別波形の特徴と、パラレルアークの発生時の個別波形の特徴と、のいずれとも異なる。

したがって、外部システムは、分岐回路Ｃ１ごとに、パラレルアークの発生時の個別波形の特徴と、シリーズアークの発生時の個別波形の特徴と、を抽出又は学習する。異常時の個別波形の特徴の抽出又は学習は、例えば対象となる分岐回路Ｃ１に含まれる配線Ｃ１１に、パラレルアーク又はシリーズアークが発生した状態を意図的に再現することで可能である。

アーク検出システム１００の運用中においては、アーク検出ユニット３３は、電流センサを用いて幹線回路Ｃ２を流れる電流の波形を示す情報を取得する。そして、アーク検出ユニット３３は、メモリに記憶されている複数の個別波形の特徴から、幹線回路Ｃ２に流れる電流の波形の特徴と一致する１以上の個別波形の特徴の組み合わせを探索する。これにより、アーク検出ユニット３３は、幹線回路Ｃ２に流れる電流の波形から、分岐回路Ｃ１ごとの電流の波形（個別波形）を推定する。そして、探索した１以上の個別波形の特徴の組み合わせの中に異常時の個別波形の特徴が含まれている場合、アーク検出ユニット３３は、この異常時の個別波形の特徴に対応する分岐回路Ｃ１において配線Ｃ１１の配線異常がある、と検知する。アーク検出システム１００では、アーク検出ユニット３３が検出した配線Ｃ１１でのアーク故障に関連するアーク発生情報を、アーク検出ユニット３３が有するメモリに記憶する。

アーク検出システム１００の出力部３５は、アーク検出ユニット３３の検出結果を出力する。出力部３５は、アーク検出ユニット３３での検出結果に応じた出力を行う。アーク検出ユニット３３が少なくとも配線Ｃ１１でのアーク故障の発生を検出すると、出力部３５が、配線Ｃ１１でのアーク故障の発生を提示する処理を実行する。例えば、出力部３５は、主幹開閉器３に備え付けの発光ダイオードを用い、アーク故障の発生時と非発生時とで発光ダイオードを異なる点灯状態（点灯、点滅又は消灯）に制御することによって、ユーザに対してアーク故障の有無を視覚的に表示する。また、アーク検出ユニット３３がアーク故障の発生を検出した場合に、出力部３５が、主幹開閉器３に設けられたスピーカ等から報知音又は音声を出力させることによって、アーク故障の発生をユーザに対して聴覚的に提示してもよい。

なお、本実施形態において、出力部３５が出力するアーク発生情報には、以下に列挙する全ての情報が含まれていてもよいし、全ての情報が含まれていなくてもよい。つまり、アーク発生情報には、以下に列挙する複数の情報のうち１以上の情報が含まれていればよい。

アーク発生情報は、アーク故障の種別を示す種別情報を含み得る。本実施形態では、アーク故障の種別は、少なくともパラレルアーク及びシリーズアークの２つの種別を含んでいる。本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、上述のようにパラレルアークの発生の有無、及びシリーズアークの発生の有無を判定することが可能である。言い換えれば、アーク検出ユニット３３は、電流センサを用いて取得した幹線回路Ｃ２に流れる電流の波形の情報に基づいて、アーク故障の種別を推定することができる。よって、出力部３５は、アーク検出ユニット３３の検出結果に基づいて、配線Ｃ１１でのアーク故障がパラレルアークの発生であるのか、又はシリーズアークの発生であるのかを出力（提示）することが可能である。

また、アーク発生情報は、アーク故障が発生した発生場所に関する場所情報を含み得る。この場所情報は、複数の分岐回路Ｃ１のうち、アーク故障が発生した１以上の分岐回路Ｃ１を示す情報を含んでいる。すなわち、本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、上述のディスアグリゲーション技術を用いて、どの分岐回路Ｃ１で配線Ｃ１１のアーク故障が発生したのかを検知することができる。つまり、アーク検出ユニット３３は、電流センサを用いて取得した幹線回路Ｃ２に流れる電流の波形の情報に基づいて、アーク故障の発生場所（ここでは、分岐回路Ｃ１）を推定することが可能である。さらに言えば、アーク検出ユニット３３は、アーク故障の発生場所として、複数の分岐回路Ｃ１のうち１以上の分岐回路Ｃ１を推定することが可能である。したがって、アーク検出システム１００の出力部３５は、アーク検出ユニット３３での検知結果に基づいて、どの分岐回路Ｃ１（言い換えれば、どの場所）でアーク故障が発生したのかを出力（提示）することが可能である。

また、アーク発生情報は、分岐回路Ｃ１に含まれる機器に関する機器情報を含み得る。すなわち、本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、上述のディスアグリゲーション技術を用いて、分岐回路Ｃ１に含まれる機器の種類及び台数等を推定することが可能である。つまり、アーク検出ユニット３３は、電流センサを用いて取得した幹線回路Ｃ２に流れる電流の波形の情報に基づいて、分岐回路Ｃ１に含まれる機器を推定することが可能である。したがって、出力部３５は、アーク検出ユニット３３にてアーク故障の発生が検出された分岐回路Ｃ１に含まれる機器の種類及び台数等の情報を、アーク発生情報として提示することが可能である。

また、アーク発生情報は、アーク故障の発生タイミングと継続時間との少なくとも一方に関する時間情報を含み得る。すなわち、本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、測定回路３３２にて測定した抵抗３３４の両端電圧に基づいて、配線Ｃ１１のアーク故障をリアルタイムに検知することが可能である。したがって、出力部３５は、例えばアーク検出ユニット３３が備えるタイマを用いて計時することによって、アーク故障の発生タイミングと、アーク故障が発生してから終了するまでの継続時間と、を提示（出力）することが可能になる。

また、アーク発生情報は、分岐回路Ｃ１を流れてアーク検出ユニット３３での検知に用いられる電流の波形に関する電流情報を含み得る。すなわち、本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、上述のディスアグリゲーション技術を用いて、分岐回路Ｃ１を流れる電流の波形（個別波形）を推定することが可能である。したがって、出力部３５は、配線異常の発生時においてアーク検出ユニット３３にて推定された分岐回路Ｃ１を流れる電流の波形を例えば管理サーバ３００又は情報端末４００等に提示することも可能である。つまり、出力部３５は、アーク検出ユニット３３の検出結果を外部システム（例えば、管理サーバ３００又は情報端末４００等）に出力してもよい。例えば、出力部３５は、アーク検出ユニット３３の検出結果を監視ユニット７に出力する。監視ユニット７が出力部３５からアーク検出ユニット３３の検出結果を受け取ると、監視ユニット７の通知部７３が、アーク検出ユニット３３の検出結果を含む電子メールを、予め登録された情報端末４００に送信する。ユーザは、情報端末４００を操作して監視ユニット７から送信された電子メールを閲覧することによって、アーク検出ユニット３３の検出結果を確認することができる。

なお、上記の実施形態において、アーク検出ユニット３３は、測定回路３３２にて測定された抵抗３３４の両端間に発生する電圧の波形の特徴を抽出し、機械学習することでアーク故障の有無を判定してもよい。

（３）動作
以下、本実施形態のアーク検出システム１００の動作について図６を用いて説明する。以下では、出力部３５が、分電盤１にてアーク発生情報をユーザに提示（出力）する態様について説明する。なお、出力部３５は、アーク検出ユニット３３が配線Ｃ１１の配線異常（アーク故障）を検知すると、アーク発生情報を情報端末４００等に通信により出力してもよい。

アーク検出ユニット３３の測定回路３３２は、例えば、所定の測定周期が経過するごとに、抵抗３３４の両端間に発生する電圧を測定する測定処理を行う（ＳＴ１）。

測定回路３３２が電圧の測定処理を行うと、判定回路３３３が、測定回路３３２にて測定された電圧値のピーク値（絶対値）と、所定の閾値との高低を比較する（ＳＴ２）。

ＳＴ２の処理において測定回路３３２にて測定された電圧のピーク値（絶対値）が閾値よりも低い場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、判定回路３３３は、分岐回路Ｃ１でアーク故障が発生していないと判定し、所定の測定周期が経過すると再び測定処理を実行する。

ＳＴ２の処理において測定回路３３２にて測定された電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上である場合（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、判定回路３３３は、いずれかの分岐回路Ｃ１でアーク故障が発生していると判定する。このとき、遮断回路３４は、判定回路３３３の判定結果に基づいて接点３０を遮断する遮断処理を行い（ＳＴ３）、主幹開閉器３の二次側の回路Ｃ１００への電力供給を遮断することで、配線異常（アーク故障）が発生した回路を保護する。また、出力部３５が、アーク検出ユニット３３の検出結果に基づいて、例えば主幹開閉器３に備え付けの発光ダイオードを点灯、点滅又は消灯させることで、分岐回路Ｃ１でのアーク故障に関するアーク発生情報を出力する出力処理を行う（ＳＴ４）。

主幹開閉器３に設けられたアーク検出システム１００が、上述した一連の処理ＳＴ１～ＳＴ４を繰り返し実行し、主幹開閉器３に電気的に接続された回路Ｃ１００での配線異常（アーク故障）の有無を監視する。なお、図６のフローチャートはアーク検出システム１００の動作の一例に過ぎず、処理を適宜省略又は追加してもよいし、処理の順番が適宜変更されてもよい。

ここにおいて、出力部３５は、アーク故障の発生時において、分電盤１の周囲における人の存否を検知する人感センサ（例えば熱線感知式、電波式又は超音波式のセンサ）が人の存在を検知した場合のみ、アーク発生情報を出力してもよい。これにより、アーク故障の発生時において、分電盤１の周囲に人が存在する場合のみ、出力部３５がアーク発生情報を出力するので、分電盤１の周囲にいる人に対して、アーク発生情報を確実に通知することができる。

上述のように、本実施形態では、アーク検出ユニット３３は、幹線回路Ｃ２を流れる電流に基づいて、複数の分岐回路Ｃ１の各々における配線異常を検知している。このため、本実施形態では、複数の分岐回路Ｃ１の各々に配線異常（アーク故障）を検知する機能（アーク検出ユニット）を設ける必要がないので、配線異常（アーク故障）を検知する機能を分電盤１に導入しやすくなる、という利点がある。

（４）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示におけるアーク検出システム１００は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示におけるアーク検出システム１００としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、アーク検出システム１００における複数の機能が、主幹開閉器３の第１ケース３９内に集約されていることはアーク検出システム１００に必須の構成ではない。アーク検出システム１００の構成要素（例えばアーク検出ユニット３３、出力部３５、及びアーク検出ユニット３３の検出結果に基づいて接点３０を遮断する遮断機能）は、図７に示すように、第２ケース３３０に収容されていてもよい。第２ケース３３０は、主幹開閉器３の第１ケース３９とは別体であって、第１ケース３９に対して取り付けられる。第２ケース３３０は例えば合成樹脂により箱状に形成されており、第２ケース３３０には、主幹開閉器３の一次側端子Ｔ１に対して引込線ＣＢ１と一緒に共締めされる接続端子（第２接続端子）Ｔ３が設けられている。換言すると、主幹開閉器３は複数の電路（配線Ｃ１１）が電気的に接続される第１接続端子（一次側端子Ｔ１）を有している。そして、アーク検出ユニット３３は、第１接続端子（一次側端子Ｔ１）に接触することによって複数の電路（配線Ｃ１１）に電気的に接続される第２接続端子（接続端子Ｔ３）を有している。

ここで、主幹開閉器３の一次側端子Ｔ１に、引込線ＣＢ１と、第２ケース３３０の接続端子Ｔ３とが、端子ねじを用いて接続される。これにより、主幹開閉器３が有する第１ケース３９と、アーク検出ユニット３３を収容する第２ケース３３０とが互いに接続され、アーク検出ユニット３３を収容する第２ケース３３０が第１ケース３９に一体的に取り付けられる。そして、第２ケース３３０が第１ケース３９に対して一体的に取り付けられた状態では、アーク検出ユニット３３の検知ルート３３１が、主幹開閉器３の二次側の回路Ｃ１００に対して電気的に並列に接続される。つまり、アーク検出ユニット３３は、負荷回路（分岐回路Ｃ１）と電気的に並列に接続されており、主幹ブレーカ３に電気的に接続された電路においてアーク故障が発生すると、検知ルート３３１を構成する抵抗３３４の両端間に発生する電圧のピーク値（絶対値）が閾値以上になる。ここで、測定回路３３２が、検知ルート３３１を構成する抵抗３３４の両端間の電圧を測定し、判定回路３３３が、測定回路３３２の測定結果に基づいてアーク故障の有無を判定しているので、測定回路３３２の測定結果に基づいてアーク故障の有無を判定できる。

このように、アーク検出システム１００の構成要素は、主幹開閉器３の第１ケース３９に対して取り付けられる第２ケース３３０に収容されている。そして、第２ケース３３０を第１ケース３９に対して取り付けることによって、アーク検出システム１００は主幹開閉器３に一体的に設けられている。主幹開閉器３に一体的に設けられたアーク検出システム１００は、主幹開閉器３に接続された電路に流れる電流に基づいてアーク故障の有無を検出する。したがって、アーク検出システム１００は、主幹開閉器３に接続された幹線回路Ｃ２に流れる電流に基づいて、複数の分岐回路Ｃ１でのアーク故障の有無をまとめて検出することができ、個々の分岐回路Ｃ１に対してアーク検出ユニット３３を設ける必要がないという利点がある。

なお、本実施形態では、アーク検出ユニット３３の接続端子Ｔ３（第２接続端子）が、主幹ブレーカ３の一次側端子Ｔ１に接触しているが、主幹ブレーカ３の二次側端子Ｔ２に接触することによって、複数の電路（配線Ｃ１１）に電気的に接続されてもよい。

また、上記の実施形態においてアーク検出システム１００の少なくとも一部の機能（例えば、アーク検出ユニット３３の機能）がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

反対に、上記の実施形態において、複数の筐体に分散されているアーク検出システム１００の機能の少なくとも一部が、１つの筐体内に集約されていてもよい。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係るアーク検出システム（１００）は、アーク検出ユニット（３３）を備える。アーク検出ユニット（３３）は、交流電源（２０）と少なくとも１つの負荷回路（Ｃ１）との間を電気的に接続する複数の電路（Ｃ１１）の間に発生する交流電圧（Ｖ１）に基づいてアーク故障の有無を検出する。アーク検出ユニット（３３）が、交流電源（２０）と少なくとも１つの負荷回路（Ｃ１）との間に電気的に接続される主幹開閉器（３）と一体的に設けられている。

この態様によれば、アーク検出ユニット（３３）は、複数の電路（Ｃ１１）の間に発生する交流電圧（Ｖ１）に基づいて、アーク故障の有無を検出する。このアーク検出ユニット（３３）は主幹開閉器（３）と一体的に設けられているので、アーク検出ユニット（３３）は、主幹開閉器（３）に電気的に接続されている電路（Ｃ１１）でのアーク故障の有無を検出することができる。よって、主幹開閉器（３）に複数の分岐回路（Ｃ１）が電気的に接続されている場合に、複数の分岐回路（Ｃ１）の各々にアーク故障の有無を検出するための回路を設ける必要がない。したがって、複数の分岐回路（Ｃ１）におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム（１００）を提供できる、との利点がある。

第２の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１の態様において、主幹開閉器（３）は、漏電の有無を検出する検出回路（３１）と、検出回路（３１）に動作電力を供給する電源回路（３２）と、を有する。電源回路（３２）が、アーク検出ユニット（３３）に動作電力を供給する。

この態様によれば、漏電の検出回路（３１）と、アーク検出ユニット（３３）とに、１つの電源回路（３２）から動作電力を供給することができる。

第３の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１又は第２の態様において、主幹開閉器（３）が有する第１ケース（３９）と、アーク検出ユニット（３３）を収容する第２ケース（３３０）とが互いに接続されている。

この態様によれば、第２ケース（３３０）を第１ケース（３９）に取り付けることによって、アーク検出ユニット（３３）の機能を主幹開閉器（３）に後付けすることができる。

第４の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第３のいずれかの態様において、アーク検出ユニット（３３）は、負荷回路（Ｃ１）と電気的に並列に接続されている。

この態様によれば、複数の分岐回路（Ｃ１）におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム（１００）を提供できる、との利点がある。

第５の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第４のいずれかの態様において、主幹開閉器（３）は、複数の電路（Ｃ１１）が電気的に接続される第１接続端子（Ｔ１，Ｔ２）を有している。アーク検出ユニット（３３）は、第１接続端子（Ｔ１，Ｔ２）に接触することによって複数の電路（Ｃ１１）に電気的に接続される第２接続端子（Ｔ３）を有している。

この態様によれば、複数の分岐回路（Ｃ１）におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム（１００）を提供できる、との利点がある。

第６の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第５のいずれかの態様において、アーク検出ユニット（３３）は、コンデンサ（３３５）と抵抗（３３４）との直列回路と、測定回路（３３２）と、判定回路（３３３）と、を備える。コンデンサ（３３５）と抵抗（３３４）との直列回路は、複数の電路（Ｃ１１）の間に電気的に接続される。測定回路（３３２）は、抵抗（３３４）に発生する電圧を測定する。判定回路（３３３）は、測定回路（３３２）の測定結果に基づいてアーク故障の有無を判定する。コンデンサ（３３５）が主幹開閉器（３）に内蔵されている。

この態様によれば、測定回路（３３２）は、コンデンサ（３３５）と抵抗（３３４）との直列回路において抵抗（３３４）に発生する電圧を測定している。コンデンサ（３３５）は主幹開閉器（３）に内蔵されているので、コンデンサ（３３５）を外付けする手間が不要になるとの利点がある。

第７の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第６のいずれかの態様において、アーク検出ユニット（３３）は、電路（Ｃ１１）に流れる電流に更に基づいて、アーク故障の有無を検出する。

この態様によれば、アーク検出ユニット（３３）は、複数の電路（Ｃ１１）の間に発生する交流電圧（Ｖ１）と、電路（Ｃ１１）に流れる電流との両方に基づいて、アーク故障の有無を検出することができる。

第８の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第７のいずれかの態様において、アーク検出ユニット（３３）の検出結果を出力する出力部（３５）が主幹開閉器（３）に設けられている。

この態様によれば、出力部（３５）によってアーク検出ユニット（３３）の検出結果を出力することができる。

第９の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第８の態様において、出力部（３５）は、アーク検出ユニット（３３）の検出結果を外部システム（３００，４００）に出力する。

この態様によれば、アーク検出ユニット（３３）の検出結果を外部システム（３００，４００）に出力することができる。

第１０の態様に係るアーク検出システム（１００）では、第１～第９のいずれかの態様において、アーク検出ユニット（３３）がアーク故障を検出した場合に電路（Ｃ１１）を遮断する遮断回路（３４）が主幹開閉器（３）に設けられている。

この態様によれば、アーク故障を検出した場合に、遮断回路（３４）が電路（Ｃ１１）を遮断することで、主幹開閉器（３）の二次側に接続されている回路（Ｃ１００）を保護することができる。

第１１の態様に係る分電盤（１）は、第１～第１０のいずれかの態様のアーク検出システム（１００）と、アーク検出システム（１００）を収容する分電盤用キャビネット（１０）と、を備える。

この態様によれば、複数の分岐回路（Ｃ１）におけるアーク故障の有無をまとめて検出可能なアーク検出システム（１００）を備える分電盤（１）を提供することができる。

第２～第１０の態様に係る構成については、アーク検出システム（１００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 分電盤
３ 主幹開閉器
１０ 分電盤用キャビネット
２０ 交流電源
３１ 検出回路
３２ 電源回路
３３ アーク検出ユニット
３４ 遮断回路
３５ 出力部
３９ 第１ケース
１００ アーク検出システム
３００ 管理サーバ（外部システム）
３３０ 第２ケース
３３２ 測定回路
３３３ 判定回路
３３４ 抵抗
３３５ コンデンサ
４００ 情報端末（外部システム）
Ｃ１ 負荷回路
Ｃ１１ 電路
Ｔ１ 第１接続端子
Ｔ３ 第２接続端子
Ｖ１ 交流電圧

Claims (10)

1. 交流電源と少なくとも１つの負荷回路との間を電気的に接続する複数の電路の間に発生する交流電圧に基づいてアーク故障の有無を検出するアーク検出ユニットを備え、
   前記アーク検出ユニットが、前記交流電源と前記少なくとも１つの負荷回路との間に電気的に接続される主幹開閉器と一体的に設けられており、
   前記主幹開閉器は、
   漏電の有無を検出する検出回路と、
   前記検出回路に動作電力を供給する電源回路と、を有し、
   前記電源回路が、前記アーク検出ユニットに動作電力を供給する、
   アーク検出システム。
2. 交流電源と少なくとも１つの負荷回路との間を電気的に接続する複数の電路の間に発生する交流電圧に基づいてアーク故障の有無を検出するアーク検出ユニットを備え、
   前記アーク検出ユニットが、前記交流電源と前記少なくとも１つの負荷回路との間に電気的に接続される主幹開閉器と一体的に設けられており、
   前記主幹開閉器は、前記複数の電路が電気的に接続される第１接続端子を有し、
   前記アーク検出ユニットは、前記第１接続端子に接触することによって前記複数の電路に電気的に接続される第２接続端子を有する、
   アーク検出システム。
3. 交流電源と少なくとも１つの負荷回路との間を電気的に接続する複数の電路の間に発生する交流電圧に基づいてアーク故障の有無を検出するアーク検出ユニットを備え、
   前記アーク検出ユニットが、前記交流電源と前記少なくとも１つの負荷回路との間に電気的に接続される主幹開閉器と一体的に設けられており、
   前記アーク検出ユニットは、
   前記複数の電路の間に電気的に接続されるコンデンサと抵抗との直列回路と、
   前記抵抗に発生する電圧を測定する測定回路と、
   前記測定回路の測定結果に基づいてアーク故障の有無を判定する判定回路と、を備え、
   前記コンデンサが前記主幹開閉器に内蔵されている、
   アーク検出システム。
4. 前記主幹開閉器が有する第１ケースと、前記アーク検出ユニットを収容する第２ケースとが互いに接続されている、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のアーク検出システム。
5. 前記アーク検出ユニットは、前記負荷回路と電気的に並列に接続されている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のアーク検出システム。
6. 前記アーク検出ユニットは、前記電路に流れる電流に更に基づいて、前記アーク故障の有無を検出する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のアーク検出システム。
7. 前記アーク検出ユニットの検出結果を出力する出力部が前記主幹開閉器に設けられている、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のアーク検出システム。
8. 前記出力部は、前記アーク検出ユニットの検出結果を外部システムに出力する、
   請求項７に記載のアーク検出システム。
9. 前記アーク検出ユニットが前記アーク故障を検出した場合に前記電路を遮断する遮断回路が前記主幹開閉器に設けられている、
   請求項１～８のいずれか１項に記載のアーク検出システム。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載のアーク検出システムと、
    前記アーク検出システムを収容する分電盤用キャビネットと、を備える、
    分電盤。

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