(57)【要約】【課題】コンパクトであって広い設置スペースを必要とせず、しかもメンテナンスの作業性にも優れたハイブリッド形電源切替装置を提供する。【解決手段】本発明のハイブリッド形電源切替装置は、電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニット１と、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニット２と、電源切替コントローラを収納した制御部ユニット３とを、個別に引出し可能にしたものである。電源切替開閉器の両電源側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載することが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニットと、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニットと、電源切替コントローラを収納した制御部ユニットとを、個別に引出し可能にしたことを特徴とするハイブリッド形電源切替装置。
【請求項２】
前記開閉器部ユニットは、電源切替開閉器の両電源側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載したものであることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド形電源切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ電源とＢ電源との間で電源切替を高速で行うことができるハイブリッド形電源切替装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電源切替装置は、負荷への給電をＡ、Ｂ両電源間で切替えるための装置であり、例えばＡ電源を商用電源、Ｂ電源を蓄電池、太陽光発電装置、非常用発電装置などの分散電源としておけば、商用電源が停電したときに、電源切替スイッチを瞬時に分散電源に切り替えることにより、負荷への給電を継続することができる。
【０００３】
近年、重要施設においては２系統の電源などの冗長回路を用意している。電源切替装置としては、従来から永年にわたり有接点スイッチを使用したものが使用されてきたが、停電時の切り替えには、有接点スイッチは電源切替に数１０ｍｓを要し、コンピュータ等の負荷に対しては悪影響が生ずるおそれがある。このため最近では特許文献１に示されるように、半導体スイッチを使用した電源切替装置が用いられている。半導体スイッチを用いれば、電源の切替時間を数μs程度にまで大幅に短縮することができる。
【０００４】
しかしながら、電流量が大きい場合には半導体スイッチを通じて通電を継続していると半導体が発熱するため、大型の冷却装置を用いて冷却しなければならず、装置が大型化するという問題がある。
【０００５】
そこで常時は有接点スイッチを通じて負荷への給電を行ない、電源切替時にのみ半導体スイッチを用いるハイブリッド形電源切替装置が実用化されている。しかし有接点スイッチは機械式であり、定期的な保守・点検を行わなければならない。負荷への給電を行いながら有接点スイッチの保守・点検を行うために、バイパス回路用のバイパススイッチを納めたブレーカ盤を別途必要となり、設置スペースが大型化するという問題があった。この問題は特に停電が許されないデータセンターにハイブリッド形電源切替装置を設置する場合に重要であり、小型であってメンテナンス作業も行い易い電源切替装置が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、コンパクトであって広い設置スペースを必要とせず、しかもメンテナンスの作業性にも優れたハイブリッド形電源切替装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになされた本発明のハイブリッド形電源切替装置は、電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニットと、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニットと、電源切替コントローラを収納した制御部ユニットとを、個別に引出し可能にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお請求項２のように、前記開閉器部ユニットは、電源切替開閉器の両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載したものとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のハイブリッド形電源切替装置は、電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニットと、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニットと、電源切替コントローラを収納した制御部ユニットとを、個別に引出し可能にしたコンパクトな構造であるため、広い設置スペースを必要としない。従ってデータセンター等に設置する場合に有利である。
【００１１】
また本発明のハイブリッド形電源切替装置は、それぞれのユニットを個別に引出し可能にしたので、引き出して各ユニット毎にメンテナンス作業を行うことができ、作業性に優れる。しかもユニットは自由に配置することができ、配置の自由度を高めることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、電源切替開閉器の両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載したので、負荷への給電がＡ、Ｂ何れの電源からなされている状態においても、負荷への給電を継続したままの状態で、メンテナンス作業を行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のハイブリッド形電源切替装置の単線結線図である。
【図２】配置例を示す正面図である。
【図３】配置例を示す側面図である。
【図４】半導体スイッチユニットの内部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は実施形態のハイブリッド形電源切替装置の単線結線図である。図示のように、この装置は、開閉器部ユニット１と、半導体スイッチユニット２と、制御部ユニット３とから構成されている。
【００１５】
開閉器部ユニット１の内部には、有接点の電源切替開閉器４とＡ電源側のバイパススイッチ１１、Ｂ電源側のバイパススイッチ１２が収納されている。この電源切替開閉器４は、可動接触子６，７を揺動させてＡ接点５aとＢ接点５ｂの何れかに選択的に接触させる構造であり、それ自体は公知の機器である。接点５a，５ｂは負荷電源端子８に接続されており、Ａ側可動接触子６はＡ電源側端子９に、Ｂ側可動接触子７はＢ電源側端子１０にそれぞれ接続されている。このため、可動接触子６，７を作動させることにより電源回路を切り替えることができるが、１５ｍｓ程度の電源切替え時間を要することは、前述したとおりである。
【００１６】
また、Ａ電源側端子９と負荷電源端子８との間にはＡ電源側のバイパススイッチ１１が、Ｂ電源側端子１０と負荷電源端子８との間にはＢ電源側のバイパススイッチ１２がそれぞれ設けられている。これらのバイパススイッチ１１、１２としては、通電能力を備えた手動負荷開閉器を用いている。図１の状態では可動接触子６がＡ接点５ａと接触しているので、Ａ電源側端子９と負荷電源端子８とは導通状態にあり、Ａ電源（例えば商用電源）から負荷に給電されている。しかしＡ電源側のバイパススイッチ１１をオンとすれば、Ａ電源から負荷への給電を継続したままで可動接触子６をＡ側端子９から切り離すことができる。同様にＢ電源側のバイパススイッチ１２をオンとすれば、Ｂ電源から負荷への給電を継続したままで可動接触子７をＢ側端子１０から切り離すことができる。このように両バイパス方式としたので、Ａ、Ｂ両電源側でバイパス経路を形成することができる。
【００１７】
半導体スイッチユニット２の内部には、Ａ電源側の半導体スイッチ１３、Ｂ電源側の半導体スイッチ１４、Ａ電源側の電磁接触器１５、Ｂ電源側の電磁接触器１６が収納されている。半導体スイッチ１３はＡ電源側主回路１８によってＡ電源側端子９に接続されており、半導体スイッチ１４はＢ電源側主回路１９によってＢ電源側端子１０に接続されている。また電磁接触器１５、１６は負荷電源端子８に接続されている。停電切替時に半導体スイッチ１３，１４を作動させれば、停電発生から停電検知して５ｍｓ程度で電源回路を切り替えることができる。
【００１８】
制御部ユニット３の内部には、これらの開閉器部ユニット１と半導体スイッチユニット２とを制御して電源切替を行なわせる電源切替コントローラ２０が収納されている。この電源切替コントローラ２０は、例えばＡ電源（商用電源）が停電したことを感知したとき、直ちに半導体スイッチユニット２のＢ電源側の半導体スイッチ１４をオンとし、Ｂ電源から負荷への給電を行なうとともに、開閉器部ユニット１の内部の電源切替開閉器４のＡ接点６をオフとし、Ｂ接点７をオンとする。その後にＢ電源側の半導体スイッチ１４をオフとする。
【００１９】
このように本発明では、停電時に先ず半導体スイッチを作動させて負荷への給電が途切れないようにしたうえで有接点スイッチを切り替えるハイブリッド形としたので、電源切替時間を５ｍｓ以下とすることができ、コンピュータ等の負荷に対しても悪影響が生ずるおそれがない。また、半導体スイッチを通じて負荷に給電する時間は有接点スイッチが切り替わるまでのごく短時間であるから、半導体スイッチが過熱されることもない。しかも負荷への給電がＡ、Ｂ何れの電源から行われている状態においても、バイパススイッチをオンとしてバイパス回路を形成すれば、負荷への給電を継続したまま電源切替開閉器４のメンテナンス作業を行うことができる。
【００２０】
このようなメンテナンス作業の作業性を高めるとともに、全体のコンパクト化を図るために、本発明のハイブリッド形電源切替装置は、以下に説明する構造を採用している。図２と図３はその配置例で自由に配置が可能であり、これに限定されるものではない。最も重量のある開閉器部ユニット１は、車輪を備えたスライドベース３１上に搭載されている。開閉器部ユニット１の背面にはプラグ端子３２，３３，３４が設けられており、それぞれＡ電源側主回路端子３５、Ｂ電源側主回路端子３６、負荷主回路端子３７に接続されている。
【００２１】
このため、開閉器部ユニット１を図３に破線で示す位置まで引き出すことによりプラグ端子３２，３３，３４とＡ電源側主回路端子３５、Ｂ電源側主回路端子３６、負荷主回路端子３７との接続を切断し、安全にかつ容易に電源切替開閉器４のメンテナンス作業を行うことができる。
【００２２】
同様に、半導体スイッチユニット２も背後にプラグ端子を備えており、手前に引き出して安全にかつ容易にヒューズ２１，２２の交換作業や、半導体スイッチ１３、１４、電磁接触器１５、１６のメンテナンス作業を行うことができる。なお図４に示すように、半導体スイッチユニット２は開閉器部ユニット１よりも軽量であるから、スライドレール３９に沿って引出し可能となっている。また最上段の制御部ユニット３についても同様である。
【００２３】
以上に詳細に説明したように、本発明のハイブリッド形電源切替装置は、個別に引出し可能とし、全体がコンパクトであってデータセンター等に設置するのに好適である。また各ユニットを独立させて引出し、安全にかつ容易にメンテナンス作業を行うことができる。さらに実施形態のように両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチ１１、１２を搭載した構造とすれば、無停電でのメンテナンス作業が可能となる。このように本発明のハイブリッド形電源切替装置は、従来の問題点を一掃したものである。
【符号の説明】
【００２４】
１  開閉器部ユニット
２  半導体スイッチユニット
３  制御部ユニット
４  電源切替開閉器
５ａ  Ａ接点
５ｂ  Ｂ接点
６  Ａ側可動接触子
７  Ｂ側可動接触子
８  負荷電源端子
９  Ａ電源側端子
１０  Ｂ電源側端子
１１  Ａ電源側のバイパススイッチ
１２  Ｂ電源側のバイパススイッチ
１３  Ａ電源側の半導体スイッチ
１４  Ｂ電源側の半導体スイッチ
１５  Ａ電源側の電磁接触器
１６  Ｂ電源側の電磁接触器
１８  Ａ電源側主回路
１９  Ｂ電源側主回路
２０  電源切替コントローラ
２１  ヒューズ
２２  ヒューズ
３１  スライドベース
３２  プラグ端子
３３  プラグ端子
３４  プラグ端子
３５  Ａ電源側主回路端子
３６  Ｂ電源側主回路端子
３７  負荷主回路端子
３８  バイパス操作スイッチ部
３９  スライドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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