JPH02273034A

JPH02273034A - 配電盤装置

Info

Publication number: JPH02273034A
Application number: JP1096048A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 啓田中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-11-07
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649083B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は家庭用配電盤装置に適した配電盤装置に関し、
特に単相３線式で供給される実効値１００Ｖ又は２００
Ｖの交流電力を第１分配線及び第２分配線に供給する、
メインサーキットブレーカの第１ブレーカ及び第２ブレ
ーカに夫々流れる電流の平均電流値を自動的に略均等に
させるようにしたものに関する。

〔従来技術〕

一般に、家庭用配電盤装置では、屋内の分配回路数の増
加に伴い多数の回路に分配可能な単相３線式のものが採
用されている。

例えば、第５図に示すように、家庭用配電盤装置１０２
には第１ブレーカ１０６及び第２ブレーカ１０８を有す
るメインサーキットブレーカ（安全ブレーカ）１０４が
設けられており、このメインサーキットブレーカ１０４
には配電線１１０により単相３線式で交流電力が供給さ
れている。第１分配線１３０は第１ブレーカ１０６を介
して配電線１１０の第１電圧線１２４から実効値１００
■の交流電力が供給され、第２分配線１３２は第２ブレ
ーカ１０８を介して配電！１１０の第２電圧線１２６か
ら実効値１００ｖの交流電力が供給されている。第１分
配線１３０は複数のブレーカ１４４を介して夫々電力を
分配するとともに、第２分配線１３２も複数のブレーカ
１４６を介して夫々電力を分配している。尚、符号１２
８は中性線である。ここで、第１ブレーカ１０６及び第
２ブレーカ１０８の許容電流値が例えば夫々６０Ａのと
きには、第１分配線１３０に最大６０Ａの電流を流すこ
とができ且つ第２分配線１３２にも最大６０Ａの電流を
流すことができる。この第１ブレーカ１０６と第２ブレ
ーカ１０８とは連動しており、第１ブレーカ１０６及び
第２ブレーカ１０８の何れか一方が遮断されても両ブレ
ーカ１０６・１０８が同時に遮断される。

従って、各ブレーカ１４４・１４６を屋内の各分配回路
に夫々接続するときに、第１分配線１３０に流れる電流
Ｉ、と第２分配線１３２に流れる電流Ｉ２とが略等しく
なるように、各分配回路の負荷電流を考慮した上で、各
ブレーカ１４４・１４６と各分配回路とを接続するよう
にしている。

そして、各分配回路の負荷電流が各ブレーカ１４４・１
４６の許容電流以上のときには、そのブレーカ１４４・
１４６が遮断されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題〕各ブレーカ１４４・１４６を介して分配された分配回路
にはターラや暖房機などの比較的負荷電流の大きい電気
製品が季節などに応じて使用される。このとき、これら
のターラなどが例えば複数のブレーカ１４４の各回路に
集中して接続されたときには、第１分配線１３０に流れ
る電流■１が大きくなり、第１ブレーカ１０６が遮断さ
れると同時に第２ブレーカ１０８も遮断されることなど
の問題がある。

本発明の目的は、負荷電流の変動に拘わらず、総負荷電
流がメインサーキットブレーカの許容最大電流に達する
まで、メインサーキットブレーカの遮断を防止し得るよ
うな配電盤装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］本発明に係る配電盤装置は、実効値で１００■又は２０
０■の交流電力が供給される単相３線式配電線の一方の
電圧線及び他方の電圧線に夫々接続された第１ブレーカ
及び第２ブレーカを含むメインサーキットブレーカを備
えた配電盤装置において、第１ブレーカに接続され、複
数のブレーカを介して夫々電力を分配する第１分配線と
、第２ブレーカに接続され、複数のブレーカを介して夫
々電力を分配する第２分配線と、第１ブレーカから第１
分配線へ流れる第１電流を検出する第１電流検出手段及
び第２ブレーカから第２分配線へ流れる第２電流を検出
する第２電流検出手段と、第１分配線を開閉する第１ス
イッチッグ手段及び第２分配線を開閉する第２スイッチ
ッグ手段と、第１スイッチッグ手段及び第２スイッチッ
グ手段に対して第１ブレーカ及び第２ブレーカと反対側
において第１分配線と第２分配線とを接続する接続線に
介設された補助スイッチッグ手段と、第１電流検出手段
と第２電流検出手段とで夫々検出した電流値の平均値に
基いて、第１電流の平均値と第２電流の平均値とが略等
しくなるように、第１スイッチッグ手段と第２スイッチ
ッグ手段と補助スイッチッグ手段とを制御する制御手段
とを備えたものである。

〔作用〕

本発明に係る配電盤装置においては、単相３線式配電線
の一方の電圧線はメインサーキットブレ−力の第１ブレ
ーカを介して第１分配線に接続されており、第１分配線
は一方の電圧線に供給された交流電力を複数のブレーカ
を介して夫々分配する。また、前記配電線の他方の電圧
線はメインサーキットブレーカの第２ブレーカを介して
第２分配線に接続されており、第２分配線は他方の電圧
線に供給された交流電力を複数のブレーカを介して夫々
分配する。

第１電流検出手段は第１ブレーカから第１分配線へ流れ
る第１電流を検出し、また第２電流検出手段は第２ブレ
ーカから第２分配線へ流れる第２電流を検出する。更に
、第１スイッチング手段は第１分配線を開閉するととも
に第２スイッチング手段は第２分配線を開閉し、補助ス
イッチング手段は第１スイッチング手段及び第２スイッ
チング手段に対して第１ブレーカ及び第２ブレーカと反
対側の第１分配線と第２分配線とを接続する接続線に介
設されているので、第１スイッチング手段がＯＮ且つ第
２スイッチング手段がＯＦＦ且つ補助スイッチング手段
がＯＮのときには、第１電流は第１分配線及び第２分配
線に夫々流れる電流の合計電流となり、第２電流は「０
」となる。一方、第１スイッチング手段がＯＦＦ且つ第
２スイッチング手段がＯＮ且つ補助スイッチング手段が
ＯＮのときには、第１電流は「０」となり、第２電流は
第１分配線及び第２分配線に夫々流れる電流の合計電流
となる。

従って、制御手段は、第１電流検出手段からの電流値の
平均値と第２電流検出手段からの電流値の平均値とに基
いて、第１電流の平均値と第２電流の平均値とが略等し
くなるように、第１スイッチッグ手段と第２スイッチッ
グ手段及び補助スイッチッグ手段とを夫々微少時間毎に
ＯＮ・ＯＦＦ制御する。その結果、メインサーキットブ
レーカの第１ブレーカ及び第２ブレーカには、第１電流
の平均電流及びこれと等しい第２電流の平均電流が夫々
流れる。

例えば、第２電流がＩＯＡであるのに対して第１電流が
ＩＯＡから５０Ａに急増したときには、制御手段は第２
スイッチッグ手段をＯＮさせると共に、第１スイッチッ
グ手段を微少時間毎に開閉制御して６０％の時間だけＯ
ＮＬ、残りの４０％の時間だけ０ＦＦＬ、且つこの４０
％のＯＦＦ時間の間補助スイッチッグ手段をＯＮさせる
。即ち、第１分配線には第１スイッチング手段のＯＮの
ときに一方の電圧線から電流が供給されるが、第１スイ
ッチング手段のＯＦＦのときには他方の電圧線から電流
が供給されるので、第１スイッチング手段及び補助スイ
ッチッグ手段を夫々０Ｎ−ＯＦＦ制御することにより第
１電流の平均値及び第２電流の平均値が常に略等しい３
０Ａとなる。その結果、第１ブレーカ及び第２ブレーカ
に夫々３０Ａが流れることになる。

〔発明の効果〕

本発明に係る配電盤装置によれば、〔作用〕の項で説明
したように、ターラや暖房機などの負荷電流の大きい電
気製品が集中して接続された第１分配線及び第２分配線
の一方の電流値が他方の電流値より大きくなるときでも
、第１電流値の平均電流値と第２電流値の平均電流値と
が常に等しくされ且つこの等しい平均電流がメインサー
キットブレーカの第１ブレーカ及び第２ブレーカに夫々
流れるので、総負荷電流が第１及び第２ブレーカの許容
電流の２倍に相当する許容最大電流に達するまでメイン
サーキットブレーカの遮断を確実に防止することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

先ず、メインサーキットブレーカ４を備えた家庭用配電
盤装置２について説明する。

第１図に示すように、家庭用配電盤装置（以下、単に配
電盤という）２には単相３線式配電線１０が導入され、
その第１電圧線２４、中性線２８及び第２電圧線２６は
メインサーキットブレーカ（以下、単にブレーカ４とい
う）４０入力端子１２・１４・１６に夫々接続されてい
る。このブレーカ４は通常のものと同様であり、このブ
レーカ４には入力端子１２と出力端子１８間に介設され
た６０Ａの許容電流の第１ブレーカ６及び入力端子１６
と出力端子２２間に介設された６０Ａの許容電流の第２
ブレーカ８が内蔵されている。この第１ブレーカ６と第
２ブレーカ８とは連動しており、何れのブレーカ６・８
が遮断されても両ブレーカ６・８が同時に遮断される。

尚、符号５０はブレーカ４をＯＮ１０　Ｆ　Ｆ操作する
ための操作レバーである。一方、出力端子１８・２０・
２２には配電盤２の内方へ延びる第１分配線３０と中性
線２８と第２分配線３２とが夫々接続され、出力端子１
８の近傍の第１分配線３０にはリング状のコイルからな
り第１分配線３０に流れる第１電流Ｉ、を検出する第１
電流検出器３４が非接触状に配設され、出力端子２２の
近傍の第２分配線３２にはリング状のコイルからなり第
２分配線３２に流れる第２電流Ｉ２を検出する第２電流
検出器３６が非接触状に配設されている。第１分配線３
０には第１分配線３０を開閉するための第１スイッチ３
日が介設され、第２分配線３２には第２分配線３２を開
閉するための第２スイツチ４０が介設されている。更に
、第１スイツチ３８及び第２スインチ４０に対して第１
ブレーカ６及び第２ブレーカ８と反対側において、第１
分配線３０と第２分配線３２とを接続する接続線３１に
は補助スイッチ４２が介設されている。これらの第１ス
イツチ３８と第２スイツチ４０及び補助スイッチ４２は
夫々同様のものであり、高速スイッチング特性を有する
ゼロクロス型のソリッド・ステート・ＡＣ・リレーであ
る。このスイッチ３８・４０・４２は発光回路、受光回
路、点弧制御回路及びトライチックなどからなり、第２
図に示すように、「Ｈ」レベル駆動信号の入力時点の次
のＯ電圧のときにスイッチを閉成して各スイッチ３８・
４０・４２には図示のような負荷電流が流れ且つ「Ｌ」
レベル駆動信号の人力時点の次の０電圧のときにスイッ
チを開成するものである。

前記第１分配線３０及び中性線２８には５つのブレーカ
４４が夫々並列接続され、ブレーカ４４を介して複数の
回路に分配され、また第２分配線３２及び中性線２８に
は５つのブレーカ４６が夫々並列接続され、ブレーカ４
６を介して複数の回路に分配されている。ブレーカ４４
・４６は夫々既存のブレーカと同様であり、各分配回路
に１５Ａ以上の負荷電流が流れた時に遮断される。

前記第１電流検出器３４、第２電流検出器３６、第１ス
イツチ３８、第２スイツチ４０及び補助スイッチ４２は
夫々制御ボックス４８に接続されている。

家庭用配電盤装置２は上述したように構成されているの
で、第１電圧線２４に供給された１００■の交流電力は
第１ブレーカ６、第１スイツチ３８、第１分配線３０及
びブレーカ４４を介して複数の分配回路に分配され、ま
た第２電圧線２６に供給された１００■の交流電力は第
２ブレーカ８、第２スイツチ４０、第２分配線３２及び
ブレーカ４６を介して複数の分配回路に分配される。

次に、前記制御ボックス４８内の制御装置Ｃについて第
３図のブロック図に基いて説明する。

第１電流検出器３４はＡ／Ｄ変換器６０を介して、第２
電流検出器３６はＡ／Ｄ変換器６１を介して夫々入出力
インターフェイス６５に接続され、第１電流検出器３４
で検出した検出電流ｉ、に対応する検出電流値信号（デ
ジタル信号）及び第２電流検出器３６で検出した検出電
流１２に対応する検出電流値信号（デジタル信号）が入
出力インターフェイス６５に夫々出力される。第１スイ
ツチ３８は駆動回路６２を介して、第２スイツチ４０は
駆動回路６３を介して、補助スイッチ４２は駆動回路６
４を介して夫々入出力インターフェイス６５に接続され
ている。

ＣＰＵ　（中央演算装置）６７にはデータバスなどのバ
ス６６を介して入出力インターフェイス６５とＲＯＭ６
８及びＲＡＭ６９が夫々接続されている。尚、図示を省
略しているが、この制御ボックス４８内には各Ａ／Ｄ変
換器６０・６１、各駆動回路６２〜６４、入出力インタ
ーフェイス６５、ＣＰＵ６７、ＲＯＭ６Ｂ及びＲＡＭ６
９に駆動電流を供給する電源回路が設けられている。

ＲＯＭ６８には、第１電流Ｉ、の平均値と第２電流Ｉ２
の平均値とを略等しくするための電流均等化制御の制御
プログラムが予め格納されている。

この電流均等化制御プロゲラ１、には、Ａ／Ｄ変換器６
０を介して第１電流検出器３４から人力される検出電流
値信号及びＡ／Ｄ変換器６１を介して第２電流検出器３
６から入力される検出電流値信号を実際の第１電流１１
及び第２電流ｒ２に変換するための変換サブルーチン、
１．＞ＩＫのときに、第１スイツチ３８をＯＮさせる制
御時間比率を設定する演算式（１＋　＋Ｉｚ　）／２　
ｆｔ及び第１スイツチ３８をＯＦＦさせ且つ補助スイッ
チ４２をＯＮさせる制御時間比率を設定する演算式％式
％第２スイッチ４０をＯＮさせる制御時間比率を設定する
演算式（１＋　＋Ｌ　）／２１＋及び第２スイツチ４０
をＯＦＦさせ且つ補助スイッチ４２をＯＮさせる制御時
間比率を設定する演算式（Ｉｔ−１，）／２Ｌが予め格
納されている。尚、これらの演算式で求められた制御時
間はＯＮ時間とＯＦＦ時間の割合であり、実際に各スイ
ッチ３８・４０・４２を駆動させるときには、６０Ｈ２
の交流の場合には１サイクルに要する約１６ｍ５を、ま
た５０Ｈ２の交流の場合には１サイクルに要する約２０
ｍ５を基本時間として制御時間が求められる。

ＲＡＭ６９には、ワークメモリやＣＰＵ６７で演算処理
した結果を一時的に記憶する各種のメモリが設けられて
いる。

次に、制御ボックス４８内の制御装置Ｃで行なわれる電
流均等化制御のルーチンについて、第４図のフローチャ
ートに基いて説明する。尚、図中ｓｉ　（ｔ＝ｔｓ　２
．３・・・）は各ステップである。

ブレーカ４の操作レバー５０を操作してブレーカ４がＯ
Ｎされるのに伴ってこの制御が開始されて先ず初期設定
が実行され（Ｓｌ）、第１スイツチ３８及び第２スイツ
チ４０が夫々ＯＮされ且つ補助スイッチ４２がＯＦＦさ
れる（Ｓ２）。このとき、各ブレーカ４４・４６に接続
された分配回路で各種の電気製品が使用されるので、第
１分配線３０には第１電流！、が流れ、第２分配線３２
には第２電流Ｉ２が流れる。次に、第１電流検出器３４
からの検出電流値信号が読込まれ、実際の第１電流１１
が変換サブルーチンにより演算で求められてＲＡＭ６９
のワークメモリに格納され（Ｓ３）、このワークメモリ
に格納されている過去複数回（例えば１０回）の第１電
流Ｉｔを用いてその平均電流値Ｉｔが演算される（Ｓ４
）。次に、第２電流検出器３６からの検出電流値信号が
読込まれ、実際の第２電流■２が変換サブルーチンによ
り演算で求められてＲＡＭ６９のワークメモリに格納さ
れ（３５）、このワークメモリに格納されている過去複
数回の第２電流Ｉ２を用いてその平均電流値りが演算さ
れる（Ｓ６）。次に、平均電流値「と平均電流値百とが
等しいか否かが判定され（Ｓ７）、等しいときにはＳ２
に戻り、Ｓ２以降が繰り返されて第１分配線３０には第
１電圧線２４からの電流が連続して供給されるとともに
第２分配線３２には第２電圧線２６からの電流が連続し
て供給される。一方、平均電流値−と平均電流値−口と
が等しくないときには、Ｓ７でＮｏと判定され、平均電
流値肩は平均電流値Ｉ２より大きいか否かが判定される
（Ｓ８）。

第１電流１１が第２電流Ｉ２より大きいときには、平均
電流値肩は平均電流値耳より大きくなるので、Ｙｅｓと
判定され、第２スイツチ４０は駆動回路６３からの駆動
信号でＯＮされる（Ｓ９）。

次に、第１スイツチ３８と補助スイッチ４２についてＩ
、＞Ｌのときの演算式に基いてＯＮ時間及びＯＦＦ時間
の制御量が夫々演算され（３１０）、その制御量に基い
て第１スイツチ３８が所定時間（例えば、２００〜３０
０ＩＩＩｓ）に亙って連続してＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御さ
れ且つ補助スイッチ４２も所定時間に亙って連続して０
Ｎ１０ＦＦ！１１１Ｉｌ（但し、補助スイッチ４２は第
１スイツチ３８がＯＮのときにＯＦＦされ、第１スイツ
チ３８がＯＦＦのときにＯＮされる）され（Ｓｌｌ）、
３３に戻る。例えば、第２電流Ｉ２がＩＯＡであるのに
対して第１電流ＩｔがＩＯＡから５ＯＡに急増したとき
、第２スイツチ４０がＯＮされ、第１スイツチ３８を所
定時間の６０％だけＯＮＬ、、残りの４０％だけ０ＦＦ
Ｌ且つこの４０％のＯＦＦ時間だけ補助スイッチ４２を
ＯＮさせる。その結果、第１分配線３０には第１スイツ
チ３８の０８時間のときに第１電圧線２４から電流が供
給され且つ第１スイツチ３８のＯＦＦ時間のときにはこ
の第１電圧線２４からの電流に連続して第２電圧線２６
から補助スイッチ４２を介して電流が供給されるので、
平均電流値「及び平均電流値口が略等しい３０Ａとなり
、第１ブレーカ６及び第２ブレーカ８にこの３０Ａが夫
々流れる。従って、第１分配線３０及び第２分配線３２
に流れる負荷電流が変動したときでも、第１分配線３０
及び第２分配線３２には必要な電流を供給でき、総負荷
電流が第１ブレーカ６や第２ブレーカ８の許容電流（６
０Ａ）の２倍に相当する最大許容電流になるまでブレー
カ４つまり第１ブレーカ６及び第２ブレーカ８の遮断を
確実に防止することができる９更に、第２電流Ｉ２が第
１電流Ｉ、より大きいときには、平均電流値−「７は平
均電流（Ｉ！！「より大きくなるので８９でＮＯと判定
され、第１スイツチ３８は駆動回路６２からの駆動信号
でＯＮされ（３１２）、第２スイツチ４０と補助スイッ
チ４２についてＩｔ＜Ｉｚのときの演算式に基いて０８
時間及びＯＦＦ時間の制御量が夫々演算され（Ｓ１３）
、その制御量に基いて第２スイツチ４０が所定時間に亙
って連続してＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御され且つ補助スイッ
チ４２も所定時間に亙って０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御され（
Ｓ１４）、Ｓ３に戻る。その結果、第２分配線３２には
第２スイツチ４０の０８時間のときに第２電圧線２６か
ら電流が供給され且つ第２スイツチ４０のＯＦＦ時間の
ときにはこの第２電圧線２６からの電流に連続して第１
電圧線２４から補助スイッチ４２を介して電流が供給さ
れ、等しい平均値電流■１及び平均値電流■２が第１ブ
レーカ６及び第２ブレーカ８に夫々流れる。従って、第
１分配線３０及び第２分配線３２に流れる負荷電流が変
動したときでも、総負荷電流が第１ブレーカ６や第２ブ
レーカ８の許容電流の２倍に相当する最大許容電流にな
るまでブレーカ４の遮断を確実に防止することができる
。

尚、第１電流Ｉ、或いは第２電流Ｉ２の何れか一方の電
流が所定値（例えば３０Ａ）以上になったときにこの制
御を開始するようにしてもよい。

また、第１電流■１と第２電流工２との差が所定値（例
えば１０Ａ）以上になったときにこの制御を開始するよ
うにしてもよい。

尚、各スイッチ３８・４０・４２を各種のスイッチング
回路で構成するようにしてもよい。

尚、上記実施例は一実施例を示すものにすぎず、当業者
であれば本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形を
加えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本本発明の実施例を示すもので、第１
図は家庭用配電盤装置の正面図、第２図は各第１スイツ
チ、第２スイツチ及び補助スイッチの動作特性を示すタ
イムチャート、第３図は電流均等化制御に関する制御系
のブロック図、第４図は電流均等化制御のルーチンのフ
ローチャート、第５図は従来技術に係る家庭用配電盤装
置の概略正面図である。２・・家庭用配電盤装置、　４・・メインサーキットブ
レーカ、　　６・・第１ブレーカ、８・・第２ブレーカ
、　　１０・・配電線、２４・・第１電圧線、　２６・
・第２電圧線、３０・・第１分配線、　３２・・第２分
配線、３４・・第１電流検出器、　３６・・第２電流検
出器、　３８・・第１スイツチ、　４０・・第２スイツ
チ、　　４２・・補助スイッチ、４４・４６・・ブレー
カ、　　６７・・ＣＰＵ、６８・・ＲＯＭ、　６９・・
ＲＡＭ、　　Ｃ・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実効値で１００Ｖ又は２００Ｖの交流電力が供給
される単相３線式配電線の一方の電圧線及び他方の電圧
線に夫々接続された第１ブレーカ及び第２ブレーカから
なるメインサーキットブレーカを備えた配電盤装置にお
いて、上記第１ブレーカに接続され、複数のブレーカを介して
夫々電力を分配する第１分配線と、上記第２ブレーカに
接続され、複数のブレーカを介して夫々電力を分配する
第２分配線と、上記第１ブレーカから第１分配線へ流れ
る第１電流を検出する第１電流検出手段及び上記第２ブ
レーカから第２分配線へ流れる第２電流を検出する第２
電流検出手段と、上記第１分配線を開閉する第１スイッチッグ手段及び上
記第２分配線を開閉する第２スイッチッグ手段と、上記第１スイッチッグ手段及び第２スイッチッグ手段に
対して第１ブレーカ及び第２ブレーカと反対側において
第１分配線と第２分配線とを接続する接続線に介設され
た補助スイッチッグ手段と、上記第１電流検出手段と第
２電流検出手段とで夫々検出した電流の平均値に基いて
、第１電流の平均値と第２電流の平均値とが略等しくな
るように、上記第１スイッチッグ手段と第２スイッチッ
グ手段と補助スイッチッグ手段とを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする配電盤装置。