(57)【要約】【課題】地震発生時における漏電に伴う火災等の発生を確実に防止できる系統連系システムを提供することである。【解決手段】本発明の系統連系システムは、商用電源４と分散電源６とを切替開閉器９の各端子に接続し、負荷への通電系統の電路を切替え可能とした系統連系システムにおいて、地震を検知する感震センサ３２を設け、感震センサ３２からの地震信号によって切替開閉器９の分散電源６側への切替えを不能としたことを特徴とする。従来は地震検出時にも分散電源６より非常灯等の負荷３０への通電がなされていたが、本発明では地震検出時に負荷３０への通電を完全遮断し、漏電事故を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と分散電源とを切替開閉器に接続し、負荷への通電系統の電路を切替え可能とした系統連系システムにおいて、地震信号によって切替開閉器の分散電源側への切替えを不能としたことを特徴とする系統連系システム。
【請求項２】
地震信号が、感震センサからの信号または地震情報が入力された通信機器からの信号であることを特徴とする請求項１記載の系統連系システム。
【請求項３】
切替開閉器は商用電源と分散電源の何れにも接続されない開放位置を備えたものであり、地震信号によって、切替開閉器の電路を開放位置に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の系統連系システム。
【請求項４】
切替開閉器の一次側に商用電源を遮断できる開閉器を配置し、地震信号によって、この開閉器を遮断するとともに、切替開閉器の電路を商用電源側とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の系統連系システム。
【請求項５】
切替開閉器の電路の切替え操作を行う自動操作部を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４何れかに記載の系統連系システム
【請求項６】
商用電源接続部と分散電源接続部及び負荷接続部を備え、負荷への通電系統の電路を切替え可能とした切替開閉器において、地震を検知する感震センサを備え、感震センサからの地震信号によって、分散電源接続部側への切替えを不能としたことを特徴とする切替開閉器。
【請求項７】
商用電源接続部と分散電源接続部の何れにも接続されない開放位置を備え、感震センサからの地震信号によって、負荷への電路を開放位置に切り替えることを特徴とする請求項６記載の切替開閉器。
【請求項８】
電路の切替え操作を行う自動操作部を備えたことを特徴とする請求項７記載の切替開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷への通電系統を商用電源と分散電源との間で切替えることができる系統連系システム及び系統連系システムに用いられる切替開閉器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池、燃料電池、バッテリ等の分散電源系統と商用電源系統とを併用する場合には、特許文献１に示すように負荷との間に開閉器を配置し、通電系統の切り替えを行うことが行われている。商用電源系統が停電した場合には分散電源系統から負荷への通電が行われるが、分散電源系統からの電流が商用電源系統に逆流すると、停電復帰作業中の作業員が感電するおそれがあるため、商用電源系統と負荷との間に設置された開閉器を開放する構成となっている。
【０００３】
また特許文献２には、地震発生時に漏電等に伴って火災が発生することを防止するために、感震センサが地震を検知したときに漏電遮断器を開放して商用電源負荷から負荷への通電を停止するとともに、非常時用の分散電源から非常灯等への通電を行なうことが記載されている。
【０００４】
このように、従来は非常時には商用電源からの通電は遮断し、分散電源から非常灯等への通電は確保することが行われていた。しかし地震によって負荷の配線系統が損傷した場合には、この通電により漏電が発生し、火災や感電の原因となる可能性が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２３８５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１６６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、負荷への通電系統を商用電源と分散電源との間で切替えることができ、しかも地震発生時における漏電に伴う火災等の発生を確実に防止できる系統連系システム及び系統連系システムに用いられる切替開閉器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本発明の系統連系システムは、商用電源と分散電源とを切替開閉器に接続し、負荷への通電系統の電路を切替え可能とした系統連系システムにおいて、地震信号によって切替開閉器の分散電源側への切替えを不能としたことを特徴とするものである。
【０００８】
なお請求項２のように、地震信号は、感震センサからの信号または地震情報が入力された通信機器からの信号とすることができる。また請求項３のように、切替開閉器を商用電源と分散電源の何れにも接続されない開放位置を備えたものとし、感震センサまたは通信機器からの地震信号によって、切替開閉器の電路を開放位置に切り替える構成とすることができる。また請求項４のように、切替開閉器の一次側に商用電源を遮断できる開閉器を配置し、感震センサまたは通信機器からの地震信号によって、この開閉器を遮断するとともに、切替開閉器の電路を商用電源側とする構成とすることができる。さらに請求項５のように、切替開閉器の電路の切替え操作を行う自動操作部を備えた構成とすることができる。
【０００９】
請求項６以下の発明は上記した系統連系システムに用いられる切替開閉器に関するものであり、商用電源接続部と分散電源接続部及び負荷接続部を備え、負荷への通電系統の電路を切替え可能とした切替開閉器において、地震を検知する感震センサを備え、感震センサからの地震信号によって、分散電源接続部側への切替えを不能としたことを特徴とするものである。さらに請求項７のように、切替開閉器を商用電源接続部と分散電源接続部の何れにも接続されない開放位置を備えたものであり、感震センサからの地震信号によって、切替開閉器の電路を開放位置に切り替える構成とすることができる。さらに請求項８のように、電路の切替え操作を行う自動操作部を備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の系統連系システムは、負荷への通電系統の電路を商用電源と分散電源との間で切替え可能であるので、商用電源系統が停電した場合にも、負荷への通電が可能である。しかも地震を検知する感震センサを設け、感震センサからの信号によって切替開閉器の分散電源側への切替えを不能とし、また請求項２のように、地震情報を通信機器に入力し、通信機器からの信号によって、切替開閉器の分散電源側への切替えを不能としたので、地震発生時における火災や感電等の発生を確実に防止することができる。
【００１１】
なお切替開閉器として、請求項３に記載のように開放位置（ニュートラルポジション）を備えた構造のものを用いることも、請求項４に記載のように開放位置のない構造のものを用いることもできる。後者の場合には切替開閉器の一次側に商用電源を遮断できる開閉器を配置する。
【００１２】
請求項５の発明によれば、切替開閉器の電路の切替え操作を行う自動操作部を備えた構造とすることができる。地震以外の原因で停電が生じた場合には分散電源側への自動操作を可能とし、地震の場合には分散電源側への自動操作を不能としておけば、地震発生時における火災や感電等の発生を確実に防止することができる。
【００１３】
請求項６の発明によれば、切替開閉器は、通信機器からの信号の入力によって、切替開閉器の分散電源側への切替えを不能とし、負荷への通電を遮断する構造としたので、地震発生時における火災や感電等の発生を確実に防止することができる。また請求項７の発明によれば、開放位置（ニュートラルポジション）を備えた構造のものを用いることができる。また請求項８の発明によれば、切替開閉器の電路の切替え操作を行う自動操作部を備えた構造とすることができる。地震の場合には分散電源側への自動操作を不能としておけば、地震発生時における火災や感電等の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態を示す配線系統図である。
【図２】切替開閉器の構造説明図であり、ニュートラルポジションを示す。
【図３】切替開閉器の構造説明図であり、ハンドルが操作された状態を示す。
【図４】第１の実施形態の変形例を示す配線系統図である。
【図５】第２の実施形態を示す配線系統図である。
【図６】第３の実施形態を示す配線系統図である。
【図７】第３の実施形態の要部の詳細図である。
【図８】第４の実施形態を示す配線系統図である。
【図９】第５の実施形態を示す配線系統図である。
【図１０】第６の実施形態を示す配線系統図である。
【図１１】第７の実施形態を示す配線系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を示す配線系統図であり、１は分電盤、２はその内部に配置された主幹ブレーカ、３は主幹ブレーカ２の二次側（負荷側）に複数個接続された分岐ブレーカである。主幹ブレーカ２の一次側（電源側）には商用電源４が接続され、分岐ブレーカ３を経由して各負荷（図示せず）に給電していることは従来と同様である。
【００１６】
この分電盤１には上記した主幹ブレーカ２のほかに、分散電源用ブレーカ５が形成されている。分散電源用ブレーカ５は第１の分散電源用ブレーカ５ａと第２の分散電源用ブレーカ５ｂとが形成されている。この第１の分散電源用ブレーカ５ａには分散電源６が接続されている。分散電源６としては、太陽電池、燃料電池、バッテリ等を用いることができるが、本実施形態では分散電源６は太陽電池であり、パワーコンディショナ７及び蓄電池８を介して第１の分散電源用ブレーカ５ｂ及び切替開閉器９に接続され、蓄電池８から分岐ブレーカ３に接続された一般負荷に供給するほか、切替開閉器９側に給電、又は、商用電源４側から蓄電池８を充電可能に設けている。また、パワーコンディショナ７から商用電源４に第２の分散電源用ブレーカ５ａを介して逆潮流可能に形成している。
【００１７】
９は切替開閉器である。この実施形態の切替開閉器９は開放位置（ニュートラルポジション）を備えた構造のものであり、その具体的構造を図２に示す。図２において１０は切替開閉器９の筐体、１１は固定接点１２を備えた商用電源接続部、１３は固定接点１４を備えた分散電源接続部である。筐体１０の中央部にはハンドル１５が軸１６によって軸支されている。ハンドル１５の下部には可動接触子１９，２０が保持され、可動接触子１９，２０の下端部には可動接点２１，２２が形成されている。図３のようにハンドル１５を操作することによって、負荷接続部２８と商用電源接続部１１とを導通させたり、ハンドル１５を逆方向に倒すことによって、負荷接続部２８と分散電源接続部１３とを導通し、負荷に商用電源４または分散電源６から通電を行わせるものである。なお、切替開閉器９の分散電源接続部１３の一次側に漏電開閉器６０を形成している。
【００１８】
図１に示した切替開閉器９は上記の構造を備えたものであり、１つの分岐ブレーカ３から引き出された導線２９が商用電源接続部１１に接続され、負荷３０が負荷接続部２８に接続された状態を示している。なお分散電源接続部１３には導線３１を介して分散電源６が接続されているが、図１の状態では導線３１を通じて負荷３０に通電されることはない。この負荷３０は商用電源４が停電した場合にも通電されることが望まれる非常灯等の非常用負荷であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１に示すように、切替開閉器９には感震センサ３２が付設されている。この感震センサ３２は一定以上の揺れ幅や衝撃，加速度を検出するセンサであり、地震を検知したときに、切替開閉器９に地震信号を入力し、分散電源接続部１３側への電路の切替えを不能とし負荷３０への通電を遮断するためのものである。
【００２０】
先ず図１に示した平常状態では、商用電源４から図示しない一般負荷及び負荷３０への通電が行われている。そして商用電源４が停電した場合には、切替開閉器９を切り替えて負荷接続部２８と分散電源接続部１３とを導通させ、負荷３０に分散電源６から通電する。このため停電時にも非常灯などは点灯することができる。
【００２１】
しかし感震センサ３２が地震を検知したときには、切替開閉器９を図２に示した開放位置ブロック２５に切り替える。この結果、負荷３０は何れの電源からも完全に切り離された状態となり、負荷３０への通電は遮断される。このように地震が検知されたときには切替開閉器９に地震信号を入力し分散電源接続部１３側への電源切替えを不能とし、負荷３０への通電を遮断する感震センサ３２を切替開閉器９に付設したので、地震発生時における火災や感電等の発生を確実に防止することができる。
【００２２】
上記の実施形態では、図１に示すように感震センサ３２を切替開閉器９に内蔵させたが、図４に示すように感震センサ３２を切替開閉器９とは分離して配置してもよい。なお、その後に安全を確認したうえで切替開閉器９を人手等によって操作し、負荷３０への通電を再開して非常灯などを点灯させ、避難等の便宜を図ることができる。
【００２３】
また、上記実施形態においては、感震センサ３２により地震を検知して切替開閉器９を開放位置にすることについて説明したが、地震を検知したときに感震センサ３２より主幹ブレーカ２や分散電源用ブレーカ５等にも同様に地震信号を入力して遮断する構造とすることが好ましい。その他、主幹ブレーカ２や分散電源用ブレーカ５の各々に感震センサを設けて遮断したり、各感震センサが連係するものであっても良いものである。
【００２４】
（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態を示す配線系統図である。この実施形態では、切替開閉器９として開放位置（ニュートラルポジション）がない構造のものが用いられている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。図５は通常時の状態を示しており、負荷３０には商用電源４から分岐ブレーカ３を介して通電されている。商用電源４が停電となった場合には、切替開閉器９を切り替えて負荷３０には分散電源６から通電される。しかし感震センサ３２が地震を検知したときには、切替開閉器９の一次側に設けた主幹ブレーカ２または切替開閉器９の一次側に設けた分岐ブレーカ３に地震信号を入力し遮断するとともに、切替開閉器９を図５のように商用電源側とし、分散電源側とはしない。主幹ブレーカ２または分岐ブレーカ３が遮断されているので、負荷３０は何れの電源からも切り離された状態となり、負荷３０への通電は完全に遮断される。
【００２５】
ここで、感震センサ３２により地震が検知された際には分散電源６からの負荷３０への通電を遮断するため、開放位置や商用電源４側に電路を切り替える自動操作部を備えている。自動操作部としては、以下に説明するような切替開閉器９の外郭に形成するハンドル１５や操作ボタンなどの操作部を機械的に操作して切替える自動操作装置４０を隣接して配置した構造や、このような自動操作装置４０を切替開閉器９の内部に配置または一体にした構造、機械的に操作するものではなく制御回路を組み込んで電路を切り替える制御装置のような構造であっても良い。感震センサにより地震が検知された場合には地震信号を自動操作部に入力して切替開閉器９の分散電源接続部１１への切替えを不能としている。
【００２６】
（第３の実施形態）
図６と図７に示す第３の実施形態は、切替開閉器９に隣接させて自動操作装置４０を配置し、切替開閉器９のハンドル１５（図２）を自動操作して切替え動作を行なわせるようにしたものである。この自動操作装置４０は主幹ブレーカ２の一次側に電流または電圧を検出できるセンサ４１を設け、判定部４２により停電の有無を判定する。停電と判定された場合には操作部４３により切替開閉器９のハンドル１５を操作し、機械的に分散電源側への切り替えを行う。
【００２７】
自動操作装置４０には感震センサ３２を形成し、地震を検出した場合には負荷３０への通電を遮断する。具体的には、切替開閉器９が開放位置を備えたものである場合には、第１の実施形態と同等に切替開閉器９を開放位置に切り替え、負荷３０への通電が行われないようにする。また切替開閉器９が開放位置を備えないものである場合には、第３の実施形態と同様に切替開閉器９の一次側に設けられた主幹ブレーカ２を遮断するとともに、切替開閉器９のハンドル１５を商用電源側に位置させ、負荷３０への通電が行われないようにする。
【００２８】
（第４の実施形態）
図８に示す第４の実施形態は、切替開閉器９を主幹ブレーカ２の一次側に配置したものである。図８は通常時の状態を示しており、負荷３０には商用電源４が通電されている。商用電源４が停電となった場合には、切替開閉器９を切り替えて負荷３０及び主幹ブレーカ２には分散電源６から通電される。しかし感震センサ３２が地震を検知したときには、切替開閉器９の一次側に設けられた開閉器４４を遮断するとともに、切替開閉器９を図６のように商用電源側とし、分散電源側とはしない。開閉器４４が遮断されているので、負荷３０は何れの電源からも切り離された状態となり、負荷３０への通電は完全に遮断される。
【００２９】
（第５の実施形態）
本実施形態においては、図９のように、通常、負荷３０には分散電源６から通電させているものである。停電が起こった場合でも分散電源接続部１３の状態とし負荷３０に通電する構造となっている。しかし、感震センサ３２において、地震を検知した際には、商用電源１１側に切替え、切替開閉器９の一次側に形成した主幹ブレーカ２または分岐ブレーカ３を遮断し負荷３０に通電させないようにする。そして、商用電源接続部１１側に切替えた後は分散電源接続部１３側への切替えを不能とし、分散電源６側から負荷３０への通電は出来ないようにするものである。なお、開放位置を備えた切替開閉器の場合は、感震センサ３２において、地震を検知した際には、開放位置に切替えるものであっても良い。
【００３０】
（第６の実施形態）
本実施形態においては、図１０のように、地震信号として感震センサ３２からの地震検出信号や電流・電圧値等を測定しある条件になったときに地震と判定するような地震判定信号や緊急地震速報などの地震情報を情報処理装置などの通信機器５０に入力し、通信機器５０は切替開閉器９に切替・遮断命令等の信号を出力し、そして、切替開閉器９は信号が入力したことによって分散電源接続部１３側への切替えを不能とするものである。通信機器５０は盤外に配置しているものであるが、盤内に設けるものであっても良い。なお、切替開閉器９は開放位置を備えた構造のものについては、通信機器からの入力信号によって切替開閉器９を開放位置にし、開放位置を備えない構造のものについては、切替開閉器９の一次側の主幹ブレーカ２または分岐ブレーカ３を遮断すると共に、商用電源接続部１１側とするものである。さらに、切替開閉器９の操作部を操作する自動操作装置４０または制御回路等の自動操作部を備えており、切替え操作可能を行うものである。
【００３１】
（第７の実施形態）
本実施形態においては、図１１のように切替開閉器９の内部に感震センサ３２を備えており、感震センサ３２により地震を検知した場合には、ハンドル１５の操作によって軸１６に軸支されたハンドル１５及び可動接触子１９，２０を動作させるメカ機構部１５ａを操作させて分散電源接続部１３側への切替えを不能とし、負荷接続部２８と分散電源接続部１３との接続を不能とするものである。また感震センサ３２は切替開閉器９の外郭に付属装置として形成するものであっても良い。なお、本実施形態としてはハンドル１５及びメカ機構部１５ａを操作することを示したが、固定接点１２と可動接点２１を解列操作するものであっても良い。なお、切替開閉器９は開放位置を備えた構造であり、感震センサ３２からの信号によって開放位置に切替える構造とし、分散電源接続部１３側への切替えを不能としている。また、このように切替え操作を行う手段として、制御回路等の自動操作部が形成されているものである。
【００３２】
上記した何れの実施形態においても、感震センサ３２により地震が検知された際や通信機器５０からの地震情報が入力された際にはそれらの地震信号によって分散電源６からの負荷３０への通電は遮断され、火災や感電を防止することができる。しかしその後に安全を確認したうえで切替開閉器９を人手等によって操作し、負荷３０への通電を再開して非常灯などを点灯させ、避難等の便宜を図ることができる。この場合、地震検出から一定時間内は切替開閉器９を操作できないようにしておくことも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  分電盤
２  主幹ブレーカ
３  分岐ブレーカ
４  商用電源
５  分散電源用ブレーカ
５ａ  第１の分散電源用ブレーカ
５ｂ  第２の分散電源用ブレーカ
６  分散電源
７  パワーコンディショナ
８  蓄電池
９  切替開閉器
１０  切替開閉器の筐体
１１  商用電源接続部
１２  固定接点
１３  分散電源接続部
１４  固定接点
１５  ハンドル
１５ａ  メカ機構部
１６  軸
１９  可動接触子
２０  可動接触子
２１  可動接点
２２  可動接点
２５  開放位置ブロック
２８  負荷接続部
２９  導線
３０  負荷
３１  導線
３２  感震センサ
３３  開閉器
４０  自動操作装置
４１  センサ
４２  判定部
４３  操作部
４４  開閉器
５０  通信機器
６０  漏電開閉器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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