(57)【要約】【課題】配電システムにおいて、電流制限装置における定格電流値を、需要家や電力供給者の手間を要することなく、遠隔操作で容易に設定変更できるようにする。【解決手段】配電システム１において、分電盤３内には、電路を流れる電流を制限する電流制限装置４が設けられる。電流制限装置４は、電路の電圧相を流れる電流のベクトル和である所定の定格電流値を超えたことを検出する過電流検出部４６と、電力計器２と通信するための通信部４７と、通信部４７を介して取得した設定信号に基づいて所定の定格電流値を変更可能に設定する演算回路４５とを備える。この構成により、電流制限装置４の定格電流値を、需要家や電力供給者の手間を要することなく、遠隔操作で容易に設定変更できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給者と需要家との間の電路に挿入されて電力使用量を計測する電力計器と、当該電力計器からの電路が接続され、需要家内で電力を分配する分電盤と、を備える配電システムであって、
前記分電盤内には、電路を流れる電流を制限する電流制限装置が設けられ、
当該電流制限装置は、電路の電圧相を流れる電流のベクトル和が所定の定格電流値を超えたことを検出する過電流検出部と、前記電力計器と通信するための通信部と、前記通信部を介して取得した設定信号に基づいて前記所定の定格電流値を変更可能に設定する演算部と、を備えることを特徴とする配電システム。
【請求項２】
前記電流制限装置は、前記過電流検出部において前記所定の定格電流値を超えたことを検出した時に、外部の遮断器に対して遮断信号を送出する信号送出部をさらに備える、ことを特徴とする請求項１記載の配電システム。
【請求項３】
前記信号送出部は、前記演算部からの指令に基づいて、主幹遮断器に遮断信号を送出する、ことを特徴とする請求項２記載の配電システム。
【請求項４】
前記電流制限装置は、計時部をさらに備え、
前記信号送出部は、前記演算部からの指令に基づいて、所定の分岐遮断器に対して優先的に遮断信号を送出し、前記計時部において計時される一定時間経過後においても電流の減少量が不足する場合、主幹遮断器に対して遮断信号を送出する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の配電システム。
【請求項５】
前記遮断器は、リレー装置を内蔵していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の配電システム。
【請求項６】
前記通信部は、有線通信、無線通信、又は電力線通信のいずれかを行う、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配電システム。
【請求項７】
前記電流制限装置は、分岐遮断器と同一モジュールとなるように構成される、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の配電システム。
【請求項８】
前記請求項１乃至７のいずれか一項に記載の配電システムに用いられる、ことを特徴とする電流制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電路を流れる電流を制限する電流制限装置を備える配電システム及びこの配電システムに用いる電流制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅用分電盤などに、電力供給会社との契約により、需要家に対して所定以上の電力利用を制限するための電流制限装置（アンペアブレーカ、又はリミッタとも呼ぶ）を設置することがある。従来の住宅用分電盤の構成例を図４に示す。住宅用分電盤１００には、１次側電路に電流制限装置１０１と漏電遮断器１０２とが直列に接続されて配設され、漏電遮断器１０２の負荷側端子に分岐ブレーカ１０３が接続されて配設されている。
【０００３】
電流制限装置１０１は、図５に示すように、電流検出素子１０１ａと過電流検出部１０１ｂとを備える。この過電流検出部１０１ｂは、演算回路１０１ｃにおいて演算処理を行い、電流検出素子１０１ａで検出される電流値が、電力供給会社との契約容量に合わせた定格電流値（例えば３０Aなど）を超えているか否かを検出する。そして、過電流検出部１０１ｂが定格電流値を超える電流が流れていることを検出すると、演算回路１０１ｃは、リレー１０１ｄの接点を閉じ、信号送出部１０１ｅを介して外部の漏電遮断器１０２に対して遮断信号を送出する。
【０００４】
漏電遮断器１０２は、当該遮断信号を受信すると電圧相に設けられた接点装置を動作させて接点を開く遮断動作を行い、負荷側端子への電力供給を遮断する。なお、漏電遮断器１０２も、電圧相に独自の電流検出素子を持ち、この電流検出素子と引き外し装置とを用いて過電流を検出すると遮断動作を行う機能を有している。
【０００５】
ところで、このような電流制限装置を備える分電盤は大型化するという問題がある。このため、分電盤の小型化を図るために電流制限装置と漏電遮断器とを一体化した電流制限装置及び電流遮断システムが提示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３０３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の分電盤内に配置される電流制限装置は、電力供給会社との契約容量に合わせた固有の定格電流値を持つ専用装置が選定される。例えば、Ａ電力会社と需要家が「従量電灯Ｂ」で契約する場合、１０Ａから６０Ａまで７種類の契約があり、それぞれの契約に応じてアンペア値の異なる電流制限装置が設置される必要がある。従って、分電盤内に電流制限装置が一旦取り付けられた後に契約が変更されると、電力供給者が別の定格電流値を持つ新たな電流制限装置と交換する手間や費用負担が生じている。
【０００８】
また、電力供給者が、需要家の宅外において、専用設定器や図４に示すような電流制限装置１０１に設けられた定格設定つまみ１０１ｆを用いて電流制限装置１０１の定格電流値を変更する場合も想定される。しかしながら、この場合においても、需要家の立ち合いが必要であり、電力供給者側の作業者の作業工数が生じる。
【０００９】
このように、従来、電流制限装置の定格電流値の変更は、新規の電流制限装置に交換する必要があったり、需要家の立ち合いが必要であったり、電力供給者の作業者の作業工数が必要であるなど、必要以上の手間と費用負担が生じるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電流制限装置における定格電流値を、需要家や電力供給者の手間を要することなく、遠隔操作で容易に設定変更できるようにした配電システムを提供することを目的とする。また、この配電システムに用いる電流制限装置を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、電力供給者と需要家との間の電路に挿入されて電力使用量を計測する電力計器と、当該電力計器からの電路が接続され、需要家内で電力を分配する分電盤と、を備える配電システムであって、前記分電盤内には、電路を流れる電流を制限する電流制限装置が設けられ、当該電流制限装置は、電路の電圧相を流れる電流のベクトル和が所定の定格電流値を超えたことを検出する過電流検出部と、前記電力計器と通信するための通信部と、前記通信部を介して取得した設定信号に基づいて前記所定の定格電流値を変更可能に設定する演算部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
この配電システムにおいて、前記電流制限装置は、前記過電流検出部において前記所定の定格電流値を超えたことを検出した時に、外部の遮断器に対して遮断信号を送出する信号送出部をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
この配電システムにおいて、前記信号送出部は、前記演算部からの指令に基づいて、主幹遮断器に遮断信号を送出することが好ましい。
【００１４】
この配電システムにおいて、前記電流制限装置は、計時部をさらに備え、前記信号送出部は、前記演算部からの指令に基づいて、所定の分岐遮断器に対して優先的に遮断信号を送出し、前記計時部において計時される一定時間経過後においても電流の減少量が不足する場合、主幹遮断器に対して遮断信号を送出することが好ましい。
【００１５】
この配電システムにおいて、前記遮断器は、リレー装置を内蔵していることが好ましい。
【００１６】
この配電システムにおいて、前記通信部は、有線通信、無線通信、又は電力線通信のいずれかを行うことが好ましい。
【００１７】
この配電システムにおいて、前記電流制限装置は、分岐遮断器と同一モジュールとなるように構成されることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、上記配電システムに用いられる電流制限装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る配電システムによれば、電流制限装置に備わる通信部が、分電盤外部の電力計器から、所定の定格電流値に設定変更するための設定信号を受信し、当該定格電流値を変更可能に設定される。このため、本発明では、電流制限装置における定格電流値を、需要家や電力供給者の手間を要することなく、遠隔操作で容易に設定変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る配電システムの全体構成図である。
【図２】（ａ）同上配電システムに備わる電流制限装置の外観図、（ｂ）前記電流制限装置の機能ブロック図である。
【図３】前記実施の形態の変形例２に係る配電システムの全体構成図である。
【図４】従来の分電盤の全体構成図である。
【図５】同上分電盤に備わる電流制限装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る配電システムについて図面を参照して説明する。図１に示すように、配電システム１は、電力計器２及び分電盤３を備える。
【００２２】
電力計器２は、電力供給者Ｓと需要家との間の電路に挿入されて電力使用量を計測する装置であり、需要家への計量課金などのために設置される。この電力計器２は、電力網全体の信頼性・効率性を高めるスマートグリッドと称する技術では、スマートメータとして知られており、例えば、電力供給者Ｓや需要家の需給バランスに応じて需要家の電力使用量を最適化するデマンド・レスポンスなどを実現する際に用いられる。
【００２３】
電力計器２は、図１に示すように、電力供給者Ｓと広域通信や電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）を介して双方向通信で接続されている。電力供給者Ｓは、電力計器２の検針値を遠隔監視でき、電力の不正使用が起きた場合などに速やかに電力供給を遮断できるように制御する遠隔開閉機能を有している。なお、本実施の形態では、電力計器２は電路を直接遮断する機能を有しておらず、過電流が検出されても電路の遮断は分電盤３内の遮断器で安全かつ適切に行われることを前提としている。
【００２４】
分電盤３は、電力計器２からの電路が接続され、電力供給者Ｓから供給される電力を需要家内で分配する機能を有しており、本実施の形態では、電流制限装置４、漏電遮断器５、及び分岐ブレーカ６を備えている。分電盤３の１次側電路には、電流制限装置４と漏電遮断器５とが直接接続されて配設され、漏電遮断器５の負荷側端子に分岐ブレーカ６が接続されて配設されている。電流制限装置４の電源側端子には、１次側電路の単相３線式などの電源側電線が接続される。電流制限装置４と漏電遮断器５との間は、電流制限装置４の負荷側端子と漏電遮断器５の電源側端子とが１次側電路の電線によって接続されている。
【００２５】
ここで、電流制限装置４と漏電遮断器５とが主幹遮断器を構成している。なお、図１に示す電流制限装置４における「４０Ａ」、漏電遮断器５における「５０Ａ」は、それぞれ遮断動作を行う定格電流値の例を示したものである。
【００２６】
電流制限装置４は、電路に流れる電流を制限するために、所定の上限値としての定格電流値を超える電流が流れていることを検出するものである。この電流制限装置４は、例えば、電力供給会社との契約等に基づき、所定以上の電力利用を制限するために設けられる。電流制限装置４は、定格電流値を超える電流を検出した場合に、遮断信号（引き外し信号などとも言う）を、信号線７を介して外部の漏電遮断器５に対して出力する。また、電流制限装置４は、他の信号線（図示せず）を介して特定の分岐ブレーカ６に対して遮断信号を出力することもできる。
【００２７】
漏電遮断器５は、電流検出素子と引き外し装置とを備え、電路において所定以上の漏電電流を検出した場合に引き外し装置を動作させて遮断動作（トリップ動作など）を行う。また、漏電遮断器５は、電流制限装置４によって定格電流値を超える電流が検出されて遮断信号が出力され、外部端子がこの遮断信号を受信した場合に、引き外し装置を動作させて遮断動作を行い、負荷側端子への電力供給を遮断する。
【００２８】
分岐ブレーカ６は、複数の引き外し装置が並列に配置されて構成され、複数に分岐された分岐回路の各電路の導通、遮断動作を行う。なお、図示してはいないが、各分岐回路には照明器具やパソコンのほか、空調機器やＩＨ機器などの様々な負荷が接続されている。
【００２９】
次に、電流制限装置４の内部構成に関して図２を参照して説明する。電流制限装置４は、電流検出素子４４、演算回路４５、過電流検出部４６、通信部４７、出力用リレー４８、電源回路４９、信号出力端子５０、信号線５１、遮断信号送出部５２、表示部５３、及び計時部５４を備えている。
【００３０】
電流制限装置４は、絶縁材料からなる器体により構成される。この電流制限装置４は、電圧相（Ｌ１相）、電圧相（Ｌ２相）、中性相を持つ三相の電路に対応して、電路に対して直列接続するための２つの端子部として、電源側端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び負荷側端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃが設けられている。これらの電源側端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃと負荷側端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃとは、相別に設けられた導体４３ａ，４３ｂ，４３ｃにより電気的に接続されている。電圧相（Ｌ１相及びＬ２相）に接続される導体４３ａ，４３ｂのそれぞれには、電路の電圧相別の電流を検知する電流検知部として、各導体を流れる電流を検出する変流器（ＣＴ）等からなる電流検出素子４４ａ，４４ｂが設けられている。
【００３１】
電流検出素子４４ａ，４４ｂは、演算処理部としての演算回路４５に接続され、電流検出素子４４ａ，４４ｂの出力信号が演算回路４５に入力されて演算処理される。演算回路４５は、電流検出素子４４ａ，４４ｂの出力を用いて比較演算を行い、電圧相に接続される２つの導体４３ａ，４３ｂを流れる電流の合計（ベクトル和）が所定の上限値（定格電流値）を超えたことを検出する。過電流検出部４６は、これらの電流検出素子４４ａ，４４ｂ及び演算回路４５が電磁力に基づくメカニカルな動作により過電流を検出する。
【００３２】
通信部４７は、外部に設置された電力計器２と通信する機能を有し、電力計器２から取得された設定信号に基づいて、演算回路４５において過電流を算出する際に閾値となる定格電流値Ｉthを変更可能に設定する上限値設定部としての機能を有する。
【００３３】
電力計器２と通信部４７との間の通信には、有線通信、近距離無線通信（ZigBee（商標）など）、電力線を流れる電気信号に情報信号を重ねて高速通信を実現する電力線通信（ＰＬＣ）などが挙げられる。通信部４７は、通信環境に最適の通信手段を選択することで、通信接続性能を向上することができ、また、特別な装置部材が必要なく、安価に電力計器２と電流制限装置４との間の双方向通信を実現する。
【００３４】
演算回路４５は、通信部４７において設定された定格電流値Ｉthに基づいて、漏電遮断器５に対する遮断信号を送出する。すなわち、演算回路４５は、電流検出素子４４ａ，４４ｂより出力される検出電流値Ｉ1，Ｉ2を演算処理により合計し、全ての電路の検出電流値の合計と定格電流値Ｉthとを比較して、検出電流値が定格電流値Ｉthを超えるかどうかを判断する。具体的には、演算回路４５は、Ｉ1＋Ｉ2＞Ｉthとなった場合に、出力用リレー４８を動作させる駆動信号を出力する。
【００３５】
出力用リレー４８は、演算回路４５からの駆動信号に基づき、接点をオンして信号を信号出力端子５０へ出力する。出力用リレー４８の接点が閉じてオンすると、電源回路４９からの電圧が信号出力端子５０に印加され、信号出力端子５０から遮断信号として信号線５１に出力される。本実施の形態において、遮断信号を送出するための出力用リレー４８は複数設けられ、漏電遮断器５及び任意の分岐ブレーカ６を制御することができる。なお、これら出力用リレー４８、電源回路４９、信号出力端子５０、及び信号線５１によって遮断信号送出部５２が構成される。
【００３６】
電源回路４９は、入力端が導体４３ａ，４３ｂ，４３ｃに接続されており、電路からの電源供給を受けて所定の電源電圧を演算回路４５及び出力用リレー４８に供給する。
【００３７】
表示部５３は、電流制限装置４の操作面に設けられたＬＥＤ等の発光素子、表示灯などから構成される。表示部５３は、通信部４７において電力計器２からの定格電流値の設定信号を受信した場合や、演算回路４５の演算処理結果により過電流を検出して遮断信号を出力した場合に、図２（ａ）に示すような発光表示を行う。演算回路４５は、出力用リレー４８に駆動信号を出力すると同時に、表示部５３に表示信号として電源を供給し、表示部５３を発光させる。このことで使用者に対して電流制限装置４の動作を通知することができる。
【００３８】
計時部５４は、ＣＰＵからのクロック数などに基づく計時機能を有している。遮断信号送出部５２は、演算回路４５からの制御に基づいて、例えばエアコンなど消費電力の大きい負荷が接続された特定の分岐ブレーカ６に対して遮断信号を優先的に送出する機能を有する。次に、遮断信号送出部５２は、計時部５４において計時された一定時間の経過後においても電流の減少量が不足している場合、演算回路４５からの制御に基づいて、主幹遮断器である漏電遮断器５の遮断制御を行う。このように、電流制限装置４は、特定の分岐ブレーカ６を先に遮断し、一定の時間経過後に漏電遮断器５の遮断を行うことができる。このため、分岐ブレーカ６の遮断のみで定格電流値を下回るようになる場合には主幹遮断器を遮断する必要性がなくなり、全停電になるといった需要家の不便を回避できる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る配電システム１では、電力計器２から通信部４７が受信した設定信号に応じて電流制限装置４の定格電流値を容易に設定変更できる。このため、電流制限装置４の定格電流値の契約変更時においても、当該定格電流値を、需要家の敷地外から、電力供給者Ｓの作業者の作業工数や、需要家の立ち合いなしで容易に遠隔制御できる。また、電流制限装置４は、複数の定格電流値を変更可能に設定できるため、電流制限装置４の定格電流値の契約変更時においても、別の新たな電流制限装置４と交換する必要がなくなり、管理費用の低減が図れる。
【００４０】
（変形例１）
本実施の形態の変形例１について説明する。本変形例１では、遮断機能を有する漏電遮断器５及び分岐ブレーカ６がリレー装置を有している。このリレー装置の機構により、過電流が検出されて漏電遮断器５及び分岐ブレーカ６の何れかの回路が遮断された場合においても、一旦負荷電流を低減させた後に、電流制限装置４から送信する指令信号によって、回路を復帰することができる。従って、本変形例１では、上記実施の形態の効果に加えて、さらに、需要家の手間を省くことができる。なお、リレー装置を用いて電流を復帰されるタイミングに関しては、需要家に対する影響が少なくなる所定のアルゴリズム（特開２０１０−１４８１６５号公報など参照）を用いれば良い。
【００４１】
（変形例２）
本実施の形態の変形例２について、図３を参照して説明する。本変形例２では、図３に示すように、電流制限装置４は、分岐ブレーカ６と同一モジュールとなるように構成される。この構成により、本変形例２では、分岐ブレーカ６を設置する位置に電流制限装置４を配置固定することができ、特別な固定部材を用意することなく配電システム１を構成でき、安価となる。また、分電盤３内の電流制限装置４を設置するためのスペースを省略できるため、より一層の小型化を図ることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、電流制限装置４が電路遮断部を有し、過電流検出部４６において定格電流値を超える過電流が検出された場合に、電流制限装置４が自身の特定電路を引き外して電路遮断を行うことも考えられる。
【符号の説明】
【００４３】
１  配電システム
２  電力計器
３  分電盤
４  電流制限装置
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  電源側端子
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  負荷側端子
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ  導体
４４，４４ａ，４４ｂ  電流検出素子
４５  演算回路（演算部）
４６  過電流検出部
４７  通信部
４８  出力用リレー
４９  電源回路
５０  信号出力端子
５１  信号線
５２  遮断信号送出部（信号送出部）
５３  表示部
５４  計時部
５  漏電遮断器（主幹遮断器）
６  分岐ブレーカ（分岐遮断器）
７  信号線
Ｓ  電力供給者
【図１】
2014183637.tif 000003
【図２】
2014183637.tif 000004
【図３】
2014183637.tif 000005
【図４】
2014183637.tif 000006
【図５】
2014183637.tif 000007