(57)【要約】【課題】  停電が発生して分散電源が電力を供給している状態で地震が発生しても１つの感震リレーにより対応でき、その後商用電源復電しても二次災害を防止できる。【解決手段】  一次側に商用電源が接続された主幹ブレーカ１と、主幹ブレーカ１の二次側に接続された複数の分岐ブレーカ２と、地震発生を感知する感震リレー３と、停電の発生を受けて主幹ブレーカ１の二次側に接続されている特定回路Ｓの電源を別途設けられている蓄電池ユニット１０に切り替える自動切換開閉器４とを備え、感震リレー３は特定の震度以上の地震を感知したら即時に地震検出信号を自動切換開閉器４に送信し、自動切換開閉器４は商用電源の停電により特定回路Ｓの電源を商用電源から蓄電池システム１０に切り替え、その状態で地震検出信号を受信したら特定回路Ｓの電源を蓄電池システム１０から主幹ブレーカ１の二次側に切り替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側に商用電源が接続された主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの二次側に接続された複数の分岐ブレーカと、地震発生を感知する感震リレーと、停電の発生を受けて前記主幹ブレーカの二次側に接続されている特定回路の電源を別途設けられている分散電源に切り替える自動切換開閉器とを備えて、特定の震度以上を地震を感知した前記感震リレーは、その後の所定のタイミングで前記主幹ブレーカを遮断動作させる感震遮断システムであって、
前記感震リレーは、特定の震度以上の地震を感知したら、即時に地震検出信号を前記自動切換開閉器に送信する震度判定部を有すると共に、
前記自動切換開閉器は、商用電源の停電により前記特定回路の電源を商用電源から前記分散電源に切り替えた状態で前記地震検出信号を受信したら、前記特定回路の電源を前記分散電源から前記主幹ブレーカの二次側に切り替える切換制御部を有することを特徴とする感震遮断システム。
【請求項２】
前記感震リレーは、商用電源の復電を検知する復電検知部と、自身へ電源が停止される際の動作状態が前記地震検出信号を出力中であるか否かを記憶し、電源停止中もその記憶を保持する状態記憶部と、商用電源が復電した際に前記状態記憶部が前記地震検出信号を出力中であったことを記憶していたら、即時に前記主幹ブレーカを遮断動作させる遮断制御部とを有することを特徴とする請求項１記載の感震遮断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感震リレーを備えて地震が発生したら電路を遮断する感震遮断システムに関し、特に停電が発生しても別途設けられている分散電源から、感震リレーを含む一部の回路に引き続き電力が供給されることで、感震遮断機能を維持できる感震遮断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震が発生したら商用電源が接続された主幹ブレーカを遮断動作させて、住戸内の電路を商用電源から遮断して火災の発生を防ぐために、感震リレー（感震器）の普及が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。
一方で、太陽光発電や燃料電池等の自家発電設備や停電等の非常時のための電力を蓄電する蓄電池等の分散電源の普及が進んでいる。この分散電源は商用電源に系統連系させて利用することで、商用電源の比率を下げたり売電を可能とした。
また分散電源は、商用電源に停電が発生したら非常用電源として使用され、商用電源に替わって少なくとも一部の電気機器の電源となるよう構成したシステムがある。
例えば特許文献２では、商用電源と蓄電池（分散電源）との間で電源を切り替える自動切換開閉器を備えて、停電が発生したら蓄電池に自動で切り替わるよう構成されている。この結果、蓄電池により電力の供給を継続することで、避難路の照明を確保したり、通信機器の電源を確保することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０２４９８号公報
【特許文献２】特開２０１６−３９７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上術したように、感震リレーを備えることで、地震が発生したら主幹ブレーカを遮断させることができるため、地震による建物の損壊等で屋内の電路に短絡等が発生して火災（電気火災）が発生する問題を解決できた。
しかしながら、感震リレーは主幹ブレーカを遮断動作させることはできたが、分散電源に対しても機能させるには、分散電源を電源とする感震リレーを別途設ける必要があった。
また、商用電源が停電状態にあり分散電源が動作中に地震が発生したら、商用電源は停電の状態にあるため、感震リレーが地震を感知できたとしても、主幹ブレーカを遮断動作させることができなかった。これは、主幹ブレーカを遮断動作させるには主幹ブレーカが遮断する電路自体が通電状態にある必要があるからである。
そのため、このような状態、即ち分散電源が利用されている状態、更には商用電源が停電の状態で地震が発生しても、商用電源の通電或いは復電による電気火災の発生を１つの感震リレーで防止できるシステムが望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、停電が発生して分散電源が電力を供給している状態で地震が発生しても１つの感震リレーにより対応可能とし、更にその後商用電源が復電しても二次災害を防止できる感震遮断システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、一次側に商用電源が接続された主幹ブレーカと、主幹ブレーカの二次側に接続された複数の分岐ブレーカと、地震発生を感知する感震リレーと、停電の発生を受けて主幹ブレーカの二次側に接続されている特定回路の電源を別途設けられている分散電源に切り替える自動切換開閉器とを備えて、特定の震度以上を地震を感知した感震リレーは、その後の所定のタイミングで主幹ブレーカを遮断動作させる感震遮断システムであって、感震リレーは、特定の震度以上の地震を感知したら、即時に地震検出信号を自動切換開閉器に送信する震度判定部を有すると共に、自動切換開閉器は、商用電源の停電により特定回路の電源を商用電源から分散電源に切り替えた状態で地震検出信号を受信したら、特定回路の電源を分散電源から主幹ブレーカの二次側に切り替える切換制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、商用電源の停電を受けて分散電源が特定回路に電力を供給している状態で地震が発生したら、感震リレーの動作を受けて自動切換開閉器は分散電源を切り離して停電状態にある商用電源に接続を切り替える。そのため、特定回路への電源供給が停止され、地震発生による電気火災の発生を防ぐことができる。そして、感震リレーの電源は、通常は商用電源から、停電時は分散電源から供給されるため、１つの感震リレーで対応できる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、感震リレーは、商用電源の復電を検知する復電検知部と、自身へ電源が停止される際の動作状態が地震検出信号を出力中であるか否かを記憶し、電源停止中もその記憶を保持する状態記憶部と、商用電源が復電した際に状態記憶部が地震検出信号を出力中であったことを記憶していたら、即時に主幹ブレーカを遮断動作させる遮断制御部とを有することを特徴とする。
この構成によれば、地震発生時に商用電源が停電状態にあっても、その後復電した際には主幹ブレーカが遮断動作するため、復電による二次災害を防止できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、商用電源の停電を受けて分散電源が特定回路に電力を供給している状態で地震が発生したら、感震リレーの動作を受けて自動切換開閉器は分散電源を切り離して停電状態にある商用電源に接続を切り替える。そのため、特定回路への電源供給が停止され、地震発生による電気火災の発生を防ぐことができる。そして、感震リレーの電源は、通常は商用電源から、停電時は分散電源から供給されるため、１つの感震リレーで対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る感震遮断システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】感震リレーのブロック図である。
【図３】自動切換開閉器のブロック図である。
【図４】通信計測ユニットのブロック図である。
【図５】感震通信ユニットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る感震遮断システムの一例を示す構成図であり、１は商用電源から引き込まれた単相３線式電路（電圧相Ｘ，Ｙと中性相Ｎ）が一次側に接続されて商用電源を遮断するための主幹ブレーカ、２は主幹ブレーカ１の二次側に形成された主電路Ｍから分岐された分岐電路を遮断するための分岐ブレーカ、３は所定の震度以上の地震を感知したら地震検出信号を出力すると共に擬似漏電を発生させる感震リレー、４は商用電源が停電したら外部に設けられた蓄電池システム１０へ自動で切り替える自動切換開閉器、５は外部のＨＥＭＳ機器１１と通信する通信計測ユニット、６は感震リレー３から出力された地震検出信号を受けて遮断信号を出力する感震通信ユニットである。
【００１１】
尚、ＨＥＭＳはHome Energy Management Systemの略であり、家電や電気設備とつないで、電気やガスなどの使用量をモニター画面などで「見える化」したり、家電機器を「自動制御」したりする公知のシステムである。そして、ＨＥＭＳ機器１１とはＨＥＭＳを構成する１つの機器で、例えばタブレット端末等の表示機能を備えた機器である。
【００１２】
分岐ブレーカ２は分岐電路の数に応じて複数設置され、主幹ブレーカ１の二次側のみに接続されて外部信号による制御を受けないブレーカ群（第１のブレーカ２ａの群）と、主幹ブレーカ１の二次側のみに接続されて感震通信ユニット６の制御でも遮断動作するブレーカ群（第２のブレーカ２ｂの群）と、自動切換開閉器４を介して主幹ブレーカ１の二次側に接続されて停電時には蓄電池システム１０に接続されるブレーカ群（第３のブレーカ２ｃの群）との３つの群から構成されている。
そのため、第１のブレーカ２ａと第３のブレーカ２ｃは単純な同一構造の分岐ブレーカで良いが、第２のブレーカ２ｂは感震通信ユニット６の制御信号を入力する外部制御端子を備えた分岐ブレーカが使用される。
【００１３】
また、１２は遮断機構を備えて感震通信ユニット６の制御により遮断動作するコンセントユニットであり、第１のブレーカ２ａの二次側から延設された分岐電路（図示せず）の先に接続されている。
【００１４】
感震リレー３、自動切換開閉器４、通信計測ユニット５、感震通信ユニット６は分電盤Ｂの内部に組み付けられている。そのうち、自動切換開閉器４、通信計測ユニット５、感震通信ユニット６は主幹ブレーカ１の二次側に配設された主電路Ｍを構成する主幹バー１４に第１の分岐ブレーカ２ａ及び第２の分岐ブレーカ２ｂと共に連結されて電源が供給されている。
一方、感震リレー３は、後述する特定回路Ｓの一部を構成し、自動切換開閉器４を介して主電路Ｍ或いは蓄電池システム１０に接続され、何れかから電力が供給される。
【００１５】
そして、感震リレー３は伝送線Ｌ１により自動切換開閉器４に接続され、伝送線Ｌ２を介して通信計測ユニット５に接続され、伝送線Ｌ３を介して感震通信ユニット６に接続されている。また、感震通信ユニット６は伝送線Ｌ４を介して通信計測ユニット５に接続されている。
【００１６】
図２は感震リレー３のブロック図を示している。感震リレー３は、図２に示すように加速度センサ３１、地震検出信号を出力する信号出力部３２、地震発生と判定する震度を設定する震度設定部３３、地震発生から一定時間後に擬似漏電を発生させて主幹ブレーカ１を遮断動作させる遅延時間を設定する遮断時間設定部３４、擬似漏電を発生させる擬似漏電出力部３５、警報音を発報するブザー３６ａ、発光通知するＬＥＤ３６ｂ、地震検出動作のテスト／リセットを行うテスト／リセットボタン３７、外部からの操作で震度設定や遅延時間設定をするための外部通信部３８、加速度センサ３１の出力から地震の震度を判定して各種制御信号を出力すると共に、感震リレー３を制御するＭＣＵ（Micro Controller Unit）３９等を備えている。
【００１７】
尚、ＭＣＵ３９とは、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、Ｉ／Ｏ関連等の周辺機能を内蔵した集積回路であり、ここでは、感震動作状態を記憶する状態記憶部としてのメモリ３９ａを備えた構成を示している。メモリ３９ａには、感震リレー３の電源が停止した際に、停止前の動作状態が記憶され、電源復帰時にこの記憶した動作状態を基に制御動作が再開される。
【００１８】
そして、信号出力部３２が伝送線Ｌ１により自動切換開閉器４に接続され、擬似漏電出力部３５が伝送線Ｌ２により主幹ブレーカ１の一次側の主電路Ｍの一方の電圧相Ｙに接続されている。更に外部通信部３８が伝送線Ｌ３を介して感震通信ユニット６に接続されている。
またＭＣＵ３９は、感震通信ユニット６及び通信計測ユニット５を介して外部のＨＥＭＳ機器１１との通信が可能で、検出した地震情報のＨＥＭＳ機器１１への送信に加えて、ＨＥＭＳ機器１１から震度設定や遅延時間設定を可能としている。
【００１９】
また震度設定部３３により、地震検出信号を出力する震度が設定され、例えば震度５弱、６等が設定される。遮断時間設定部３４では、擬似漏電を発生させる遅延時間が設定される。例えば、信号出力部３２からは地震を感知したら即時に地震検出信号を出力するが、擬似漏電出力部３５からは、例えば地震検出信号を出力してから一定の時間（例えば、３分）が経過した後に、主電路Ｍに擬似漏電を発生させる擬似漏電信号が出力される。そして、地震検出信号が出力されたら、ブザー３６ａが鳴動し、ＬＥＤ３６ｂが点滅動作する。
【００２０】
ここで、感震リレー３の擬似漏電出力部３５が出力する擬似漏電信号について説明する。擬似漏電出力部３５が主幹ブレーカ１の一次側に伝送線Ｌ２を介して接続されることで、感震リレー３により主幹ブレーカ１の二次側電路と一次側電路との間に主幹ブレーカ１を介さない電路（擬似漏電回路）が形成され、この擬似漏電回路をオンさせて通電させることで主幹ブレーカ１は漏電発生と判断して遮断動作する。このオン操作を擬似漏電信号を出力するという。
【００２１】
図３は自動切換開閉器４のブロック図を示している。自動切換開閉器４は図３に示すように、２つの入力端子４１（第１入力端子４１ａ、第２入力端子４１ｂ）、１つの出力端子４２、２つの入力端子４１ａ，４１ｂの間を切換操作する切換部４３、切換部４３を駆動する切換駆動部４４、主幹バー１４の電圧を検出する商用停電検出部４５、伝送線Ｌ１が接続されて地震検出信号を受ける外部入力部４６、切換駆動部４４を制御する切換制御部４７、自動切換開閉器４の電源を生成するための２つの電圧変換部４８ａ，４８ｂ、電源部４９等を備えている。
【００２２】
第１入力端子４１ａが主幹バー１４に接続され、第２入力端子４１ｂが蓄電池システム１０に接続され、出力端子４２が感震リレー３及び特定の２つの分岐ブレーカ２（第３のブレーカ２ｃの群）で構成される特定回路Ｓに接続されている。
商用電源が通電されている間、切換部４３は出力端子４２と第１入力端子４１ａとを接続しているが、停電等で主幹バー１４の電圧が低下したら、第１入力端子４１ａと第２入力端子４１ｂとが切り替わり、出力端子４２と第２入力端子４１ｂとが接続される。
【００２３】
図４は通信計測ユニット５のブロック図を示している。通信制御ユニット５は図４に示すように、主幹ブレーカ１に流れる電流を検出する主幹電流センサ１３及び個々の分岐ブレーカ２に設置されて個々の分岐電流を検出する分岐電流センサ１４の電流情報が入力される電流情報入力部５１、感震通信ユニット６が接続される内部通信ＩＦ５２、ＨＥＭＳ機器１１が接続される外部通信ＩＦ５３、通信計測ユニット５全体を制御する通信計測ユニットＣＰＵ５４等を備えている。
尚、２１は図示しない太陽光発電等の発電電力を算出してデータを出力する拡張計測ユニット、２２は水道／ガスの使用量を算出するパルス計測ユニットであり、これらの計測ユニットも接続されて発電電力情報や水道／ガスの使用量データがＭＥＭＳ機器１１に送信される。
【００２４】
このように通信計測ユニットＣＰＵ５４は、接続された外部のＨＥＭＳ機器１１に対して、使用電力情報や発電電力情報、水道／ガスの使用量情報を送信する。そして、感震通信ユニット６を経由して感震リレー３が出力した感震情報を送信し、ＨＥＭＳ機器１１から感震リレー３の震度設定やリセット操作が成される。
【００２５】
図５は感震通信ユニット６のブロック図を示している。感震通信ユニット６は図５に示すように、感震リレー３と伝送線Ｌ３を介して通信する第１通信ＩＦ６１、通信計測ユニット５と伝送線Ｌ４を介して通信する第２通信ＩＦ６２、地震検出信号を受けて特定の分岐ブレーカ（第２のブレーカ２ｂの群）２を即時遮断するための第１出力部６３、コンセントユニット１２を遮断するための第２出力部６４、状態を表示するＬＥＤ６５、感震通信ユニット６を制御する感震通信ユニットＣＰＵ６６等を備えている。
第１出力部６３は伝送線Ｌ５を介して第２ブレーカ２ｂに接続され、第２出力部６４は伝送線Ｌ６を介してコンセントユニット１２に接続されている。
【００２６】
蓄電池システム１０は、蓄電池とその充放電を制御する充放電制御部を有し、充放電制御部はパワーコンディショナ等を備えて、商用電源或いは太陽光発電装置等の宅内発電装置の電力の何れかの電力で蓄電池は充電される。そして、停電発生時等の電路接続時に商用電力に一致した周波数、電圧の電力を出力する。
【００２７】
以上の如く構成された感震遮断システムは、以下の様に動作する。まず、商用電源が通電されている状態で、地震が発生した場合を説明する。
商用電源が通電されている状態では、主幹バーの１４の電圧から自動切換開閉器４の商用停電検出部４５がそれを認識し、切換制御部４７の制御で感震リレー３と第３の分岐ブレーカ２ｃから成る特定回路Ｓの接続を商用電源とし、蓄電池システム１０を主電路Ｍから開放した状態が維持される。
【００２８】
この状態で、感震リレー３が震度設定部３３で設定された震度以上（例えば震度５弱以上）の地震が発生すると、感震リレー３がそれを感知して瞬時に地震検出信号を出力する。出力された地震検出信号は、感震通信ユニット６、自動切換開閉器４に伝送される。また、ブザー３６ａを鳴動させて、ＬＥＤ３６ｂを点滅させる。
【００２９】
感震通信ユニット６では、地震検出信号を受けて第１出力部６３に接続されている第２のブレーカ２ｂの群に対して遮断信号を出力して遮断動作させる。また、第２出力部６４に接続されているコンセントユニット１２に対して遮断信号を出力して遮断動作させる。この結果、主幹ブレーカ１が遮断される前に、第２ブレーカ２ｂの群及びコンセントユニット１２が遮断動作する。
更に、感震通信ユニット６は、通信計測ユニット５に対して地震発生情報を送信する。この地震発生情報を受信した通信計測ユニット５は、その情報をＨＥＭＳ機器１１に対して送信する。
【００３０】
一方、地震検出信号を受けた自動切換開閉器４は、切換制御部４７がそれを認識して停電切換動作を保留とし、その後停電が発生しても電源の蓄電池システム１０への切り替えを実施しない。この結果、地震発生後に停電が発生しても、電源は蓄電池システム１０へ切り替わらないため、感震リレー３を含む特定回路Ｓの電源も停止するが、感震リレー３のＭＣＵ３９は地震検出信号を出力していることをメモリ３９ａで記憶しており、商用電源が復電したらその記憶情報から予め設定された制御を実施する。即ち、復電を認識したら擬似漏電発生の動作を開始する。この結果、主幹ブレーカ１が遮断動作して個々の分岐電路への通電は再開されず、二次災害が発生を防止できる。
【００３１】
次に、商用電源が停電した状態で地震が発生した場合を説明する。商用電源が停電したら、自動切換開閉器４がそれを認識して切換動作し、蓄電池システム１０が接続されて特定回路Ｓには継続して電力が供給される。よって、感震リレー３は引き続き能動状態にあり、設定震度の地震が発生したら所定の動作を実施する。
具体的に、例えば設定震度（例えば、震度５弱）以上の地震が発生したら、即時に地震検出信号が出力される。このとき、主電路Ｍは通電されていないため、感震通信ユニット６等は動作しないが、自動切換開閉器４は感震リレー３から地震検出信号を受けて、電路の接続を蓄電池システム１０から商用電源側（主電路Ｍ側）に切り替える。
この結果、蓄電池システム１０から電力が供給されていた特定回路Ｓは電源の供給が停止され、感震リレー３も動作を停止する。但し、感震リレー３は、メモリ３９ａに感震動作状態（ここでは、地震検知信号を出力している動作状態）が記憶されて動作を停止する。このメモリ３９ａは、例えばフラッシュメモリであり、電源が停止しても記憶状態が維持される。
【００３２】
そして、その後商用電源が復旧したらＭＣＵ３９がそれを認識して、記憶している感震動作状態情報を基に動作を再開する。ここでは地震検知信号を出力していた状態で停電になったことをメモリ３９ａから読み取り、この場合の所定の制御である主幹ブレーカ１の遮断を実施させる。具体的に、擬似漏電出力部３５から擬似漏電信号を出力して主電路Ｍに擬似漏電を発生させ、主幹ブレーカ１を遮断動作させる。
【００３３】
このように、商用電源の停電を受けて蓄電池システム１０が特定回路Ｓに電力を供給している状態で地震が発生したら、感震リレー３の動作を受けて自動切換開閉器４は蓄電池システム１０を切り離して停電状態にある商用電源に接続を切り替える。そのため、特定回路Ｓへの電源供給が停止され、地震発生による電気火災の発生を防ぐことができる。そして、感震リレー３の電源は、通常は商用電源から、停電時は蓄電池システム１０から供給されるため、１つの感震リレー３で対応できる。
また、地震発生時に停電状態にあっても、その後復した際には主幹ブレーカ１が遮断動作するため、復電による二次災害を防止できる。
【００３４】
尚、上記実施形態では、停電時に使用する分散電源として蓄電池システム１０を使用しているが、他の分散電源、例えば太陽光発電装置や燃料電池であっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１・・主幹ブレーカ、２・・分岐ブレーカ、３・・感震リレー、４・・自動切換開閉器、１０・・蓄電池システム（分散電源）、３９・・ＭＣＵ（震度判定部、復電検知部、遮断制御部）、３９ａ・・メモリ（状態記憶部）、４７・・切換制御部、Ｓ・・特定回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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