(57)【要約】【課題】ブレーカの内部に電流検出部材の組み込みスペースを必要とせず、ブレーカの組み立て性が良く、電線の電圧降下がなく、ブレーカが多くなっても分電盤内のリード線の収納が容易で、而も安価に製造できるブレーカの通電電流検出装置を提供する。【解決手段】通電電流検出装置１の一方のリード線１０ａを中性極の導電バーＮに接続し、他方のリード線１０ｂを分岐ブレーカ４のバイメタル９に接続し、バイメタル９に流れる電流から電圧を検出し、電圧値から通電電流を測定する。複数の分岐ブレーカ４の通電電流を検出する場合は中性極の導電バーＮに接続した一方のリード線１０ａを共用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤の内部に配設されるブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置において、前記ブレーカに内蔵される過電流検出のためのバイメタルに流れる電流から電圧を検出し、該電圧値から通電電流を測定することを特徴とするブレーカの通電電流検出装置。
【請求項２】
前記バイメタルの電圧を検出するために接続する２本のリード線のうち一方のリード線を分電盤の内部に配設される中性極の導電バーに接続し、他方のリード線を前記ブレーカのバイメタルに接続し、複数のブレーカの通電電流を検出する場合は前記他方のリード線を各ブレーカのバイメタルに接続すると共に前記中性極の導電バーに接続した一方のリード線を共用することを特徴とする請求項１に記載のブレーカの通電電流検出装置。
【請求項３】
電源に接続される変圧器と、該変圧器の出力電圧を直流電圧に変換して各回路に電源を供給するための電源回路と、前記バイメタルの検出電圧を該バイメタルに流れる電流に応じた全波整流電圧とするための絶対値回路と、該絶対値回路の出力電圧を増幅するための増幅回路と、該増幅回路の出力電圧をオフセット調整するためのオフセット調整回路と、前記増幅回路の出力電圧からピーク値を検出して直流電圧に変換するピーク値検出回路と、該ピーク値検出回路の出力電圧の歪みをなくする波形整形回路と、該波形整形回路の出力電圧を予め設定した基準電位と比較し、基準電位を越えた場合に信号を出力する比較回路と、該比較回路の出力信号により表示手段を動作させる表示回路とで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーカの通電電流検出装置。
【請求項４】
前記絶対値回路は入力に前記バイメタルを接続した第１の絶対値回路と、入力をグランドに落とした第２の絶対値回路とで構成して成り、前記増幅回路は前記第１の絶対値回路の出力を増幅する第１の増幅回路と、前記第２の絶対値回路の出力を増幅する第２の増幅回路とで構成して成り、前記第１の増幅回路の出力電位と前記第２の増幅回路の出力電位とを減算回路で減算して出力することを特徴とする請求項３に記載のブレーカの通電電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーカの通電電流を検出するには、例えば、特開平１１−１３４９９９号公報の図２に開示されるように、ブレーカ（１）の内部に変流器（９）を内蔵し、変流器（９）はブレーカ（１）の主導体を貫通させて組み込まれ、変流器（９）に接続した２本のリード線（１１），（１２）をブレーカ（１）の器体の外部に引き出して通電電流検出装置に接続し、変流器（９）の出力電圧を通電電流検出装置が検出してブレーカ（１）の通電電流を測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブレーカの内部に変流器を組み込むにはブレーカの内部にスペースを必要とするし、更に変流器は主導体を貫通させなければならないので組み立て性が悪く、高価なので実用化は困難であった。また、変流器のリード線が長くなると出力電圧が電圧降下するし、また、１個の分岐ブレーカから２本のリード線が引き出されるため、分岐ブレーカが多くなると分電盤内のリード線の収納が煩雑になるという問題があった。
【０００４】
そこで上記問題点に鑑み、本発明の目的は、ブレーカの内部に電流検出部材の組み込みスペースを必要とせず、ブレーカの組み立て性が良く、電線による電圧降下がなく、ブレーカが多くなっても分電盤内のリード線の収納が容易で、而も安価に製造できるブレーカの通電電流検出装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、分電盤の内部に配設されるブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置において、ブレーカに内蔵される過電流検出のためのバイメタルに流れる電流から電圧を検出し、電圧値から通電電流を測定することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のブレーカの通電電流検出装置において、バイメタルの電圧を検出するために接続する２本のリード線のうち一方のリード線を分電盤の内部に配設される中性極の導電バーに接続し、他方のリード線をブレーカのバイメタルに接続し、複数のブレーカの通電電流を検出する場合は他方のリード線を各ブレーカのバイメタルに接続すると共に中性極の導電バーに接続した一方のリード線を共用することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のブレーカの通電電流検出装置において、電源に接続される変圧器と、変圧器の出力電圧を直流電圧に変換して各回路に電源を供給するための電源回路と、バイメタルの検出電圧をバイメタルに流れる電流に応じた全波整流電圧とするための絶対値回路と、絶対値回路の出力電圧を増幅するための増幅回路と、増幅回路の出力電圧をオフセット調整するためのオフセット調整回路と、増幅回路の出力電圧からピーク値を検出して直流電圧に変換するピーク値検出回路と、ピーク値検出回路の出力電圧の歪みをなくする波形整形回路と、波形整形回路の出力電圧を予め設定した基準電位と比較し、基準電位を越えた場合に信号を出力する比較回路と、比較回路の出力信号により表示手段を動作させる表示回路とで構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載のブレーカの通電電流検出装置において、絶対値回路は入力にバイメタルを接続した第１の絶対値回路と、入力をグランドに落とした第２の絶対値回路とで構成して成り、増幅回路は第１の絶対値回路の出力を増幅する第１の増幅回路と、第２の絶対値回路の出力を増幅する第２の増幅回路とで構成して成り、第１の増幅回路の出力電位と第２の増幅回路の出力電位とを減算回路で減算して出力することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明によれば、分電盤の内部に配設されるブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置において、ブレーカに内蔵される過電流検出のためのバイメタルに流れる電流から電圧を検出し、電圧値から通電電流を測定することにより、既存の部品を利用するのでブレーカの内部に部材の組み込みスペースを必要とせず、ブレーカの組み立て性も良く、電線の電圧降下がないのでブレーカから装置までの距離に余裕ができ、而も安価に製造できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のブレーカの通電電流検出装置において、バイメタルの電圧を検出するために接続する２本のリード線のうち一方のリード線を分電盤の内部に配設される中性極の導電バーに接続し、他方のリード線をブレーカのバイメタルに接続し、複数のブレーカの通電電流を検出する場合は他方のリード線を各ブレーカのバイメタルに接続すると共に中性極の導電バーに接続した一方のリード線を共用することにより、リード線の本数を削減でき、分電盤内へのリード線の収納が容易になる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のブレーカの通電電流検出装置において、電源に接続される変圧器と、変圧器の出力電圧を直流電圧に変換して各回路に電源を供給するための電源回路と、バイメタルの検出電圧をバイメタルに流れる電流に応じた全波整流電圧とするための絶対値回路と、絶対値回路の出力電圧を増幅するための増幅回路と、増幅回路の出力電圧をオフセット調整するためのオフセット調整回路と、増幅回路の出力電圧からピーク値を検出して直流電圧に変換するピーク値検出回路と、ピーク値検出回路の出力電圧の歪みをなくする波形整形回路と、波形整形回路の出力電圧を予め設定した基準電位と比較し、基準電位を越えた場合に信号を出力する比較回路と、比較回路の出力信号により表示手段を動作させる表示回路とで構成したことにより、通電電流の検出精度が高い装置を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載のブレーカの通電電流検出装置において、絶対値回路は入力にバイメタルを接続した第１の絶対値回路と、入力をグランドに落とした第２の絶対値回路とで構成して成り、増幅回路は第１の絶対値回路の出力を増幅する第１の増幅回路と、第２の絶対値回路の出力を増幅する第２の増幅回路とで構成して成り、第１の増幅回路の出力電位と第２の増幅回路の出力電位とを減算回路で減算して出力することにより、バイメタルに流れる電流が０アンペアの時、検出電圧が０ボルトになるように自動的にオフセット調整でき、オフセット調整回路を必要としない。
【００１３】
【実施例】
本発明に係るブレーカの通電電流検出装置の第１実施例を図１〜図４の添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
ブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置１は、例えば図１に示すように単相３線式の分電盤２の内部に組み込まれる。分電盤２の内部には主幹ブレーカ３が左側に配設され、主幹ブレーカ３の右側に右方向に延びる２本の電圧極の導電バーＬ１，Ｌ２と１本の中性極の導電バーＮが配設され、導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２を挟んだ上下両側に複数の分岐ブレーカ４が配設され、主幹ブレーカ３の左側の隙間スペースに薄型形状の通電電流検出装置１が配設されている。
【００１５】
通電電流検出装置１が通電電流を検出する分岐ブレーカ４は、図２に示すように器体５の両端部に接続端子６ａ，６ｂが設けられ、接続端子６ａ，６ｂ間には右側から順に電路を開閉するための主接点７、可撓電線８、過電流を検出するためのバイメタル９が配設され、主導体を構成している。バイメタル９は電圧極と中性極の両極に設けられている。
【００１６】
通電電流検出装置１は分岐ブレーカ４のバイメタル９の両端に２本のリード線１０ａ，１０ｂが接続され、バイメタル９にかかる電圧を検出する。詳しくは、一方のリード線１０ａは分岐ブレーカ４の外部で中性極の導電バーＮに接続され、他方のリード線１０ｂは分岐ブレーカ４の内部でバイメタル９に接続される。このバイメタル９に接続されるリード線１０ｂの接続位置は分岐ブレーカ４が図１において導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の上側に配置されるか、導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の下側に配置されるかで異なる。これは、分岐ブレーカ４の設置方向を統一するために、導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の上側に配置された分岐ブレーカ４は下側の接続端子６ｂに電圧極の導電バーＬ１と中性極の導電バーＮが接続され、導電バーの下側に配置された分岐ブレーカ４は上側の接続端子６ａに電圧極の導電バーＬ２と中性極の導電バーＮが接続されるからであり、導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の上側に配設される分岐ブレーカ４は図２の図示左側の接続端子６ｂが一次側端子となるのでリード線１０ｂはバイメタル９と可撓導線８の接続点９ａに接続され、導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の下側に配設される分岐ブレーカ４は図３の図示右側の接続端子６ａが一次側端子となるのでリード線１０ｂはバイメタル９と接続端子６ｂとの接続点９ｂに接続される。
【００１７】
尚、複数の分岐ブレーカ４の通電電流を検出する場合には各分岐ブレーカ４のバイメタル９にリード線１０ｂを接続し、中性極の導電バーＮに接続したリード線１０ａは共用する。本実施例では８個の分岐ブレーカ４のうち、左側の４個の分岐ブレーカ４の通電電流を検出できるようにリード線１０ｂを接続している。
【００１８】
通電電流検出装置１は図４に示すように変圧器１１と、電源回路１２と、絶対値回路１３と、増幅回路１４と、オフセット調整回路１５と、ピーク値検出回路１６と、波形整形回路１７と、比較回路１８と、表示回路１９とで構成し、変圧器１１に接続された電源線２０ａ，２０ｂは外部に引き出され、中性極の導電バーＮと電圧極の導電バーＬ１又はＬ２とに接続し、変圧器１１からの出力電圧を電源回路１２により直流電圧に変換して各回路に電源を供給している。バイメタル９から検出する検出電圧は中性極の導電バーＮの電位を基準値としているため、変圧器１１は回路の電源とバイメタル９からの検出電圧とを絶縁するために用いられている。
【００１９】
バイメタル９から検出された検出電圧は電圧降下させないために絶対値回路１３によって全波整流電圧にされ、それから増幅回路１４によって増幅される。増幅回路１４に接続されたオフセット調整回路１５はバイメタル９に流れる電流が０アンペアの時、検出電圧を０ボルトにするためのもので、ボリューム２１を手動で調整することにより行う。尚、バイメタル９は分岐ブレーカ５の主導体を構成する部材の中で最も内部抵抗が高いので検出電圧が高く、増幅回路１４の増幅率も低くすることができるので精度が高い。増幅回路１４の出力電圧は高い電圧値を検出するためにピーク値検出回路１６によって波形のピーク値を検出して直流波形に変換され、波形整形回路１７により直流波形の歪みをなくしている。それから比較回路１８により予め設定された基準電位と比較し、検出電圧が基準電位を越えれば信号を出力し、表示回路１９により表示手段であるＬＥＤ２２を点灯させて表示を行う。尚、比較回路１８と表示回路１９は表示装置２３として本体装置２４とは別体に形成され、信号線２５を介して分電盤２から離れた遠隔に設置される。比較回路１８の基準電位は手動で設定可能になっており、分岐ブレーカ４に接続された負荷機器の消費電力に応じて変更できる。
【００２０】
尚、本実施例において分岐ブレーカ４の取り付け方向を導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の上下で統一したので分岐ブレーカ４のバイメタル９に接続するリード線１０ｂの接続位置が分岐ブレーカ４によって異なったが、分岐ブレーカ４を導電バーＬ１，Ｎ，Ｌ２の上下で逆方向になるように設置する場合はバイメタル９へのリード線１０ｂの接続位置を同じにすることができる。
【００２１】
本発明に係るブレーカの通電電流検出装置の第２実施例を図５の添付図面に基づいて説明する。尚、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
この実施例では絶対値回路が第１の絶対値回路４３ａと第２の絶対値回路４３ｂで構成し、増幅回路が第１の増幅回路４４ａと第２の増幅回路４４ｂで構成し、減算回路５６が加えられ、オフセット調整回路１５が省かれている点が第１実施例と異なる。
【００２３】
第１の絶対値回路４３ａの入力はバイメタル９が接続され、第２の絶対値回路４３ｂの入力はグランドに落とされ、第１の絶対値回路４３ａと第２の絶対値回路４３ｂは１つのチップ内に構成して成り、また、第１の絶対値回路４３ａに接続された第１の増幅回路４４ａと、第２の絶対値回路４３ｂに接続された第２の増幅回路４４ｂとを１つのチップ内に構成して成っている。このように１つのチップ内に構成することで、同じオフセット電圧が得られるため、この第１の増幅回路４４ａの出力電位と第２の増幅回路４４ｂの出力電位とを減算回路５６により減算すると、オフセット電圧が減算されてバイメタル９に流れる電流が０アンペアの時、検出電圧が０ボルトになり、自動的にオフセット調整がされる。このため、オフセット調整回路１５を省くことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、分電盤の内部に配設されるブレーカの通電電流を検出するための通電電流検出装置において、ブレーカに内蔵される過電流検出のためのバイメタルに流れる電流から電圧を検出し、電圧値から通電電流を測定することにより、既存の部品を利用するのでブレーカの内部に部材の組み込みスペースを必要とせず、電線の電圧降下がないのでブレーカから装置までの距離に余裕ができ、ブレーカの組み立て性も良く、変流器を必要としないので安価に製造できるという効果がある。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のブレーカの通電電流検出装置において、バイメタルの電圧を検出するために接続する２本のリード線のうち一方のリード線を分電盤の内部に配設される中性極の導電バーに接続し、他方のリード線をブレーカのバイメタルに接続し、複数のブレーカの通電電流を検出する場合は他方のリード線を各ブレーカのバイメタルに接続すると共に中性極の導電バーに接続した一方のリード線を共用することにより、リード線の本数を削減でき、分電盤内へのリード線の収納が容易になるという効果がある。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のブレーカの通電電流検出装置において、電源に接続される変圧器と、変圧器の出力電圧を直流電圧に変換して各回路に電源を供給するための電源回路と、バイメタルの検出電圧をバイメタルに流れる電流に応じた全波整流電圧とするための絶対値回路と、絶対値回路の出力電圧を増幅するための増幅回路と、増幅回路の出力電圧をオフセット調整するためのオフセット調整回路と、増幅回路の出力電圧からピーク値を検出して直流電圧に変換するピーク値検出回路と、ピーク値検出回路の出力電圧の歪みをなくする波形整形回路と、波形整形回路の出力電圧を予め設定した基準電位と比較し、基準電位を越えた場合に信号を出力する比較回路と、比較回路の出力信号により表示手段を動作させる表示回路とで構成したことにより、通電電流の検出精度が高い装置を得ることができるという効果がある。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載のブレーカの通電電流検出装置において、絶対値回路は入力にバイメタルを接続した第１の絶対値回路と、入力をグランドに落とした第２の絶対値回路とで構成して成り、増幅回路は第１の絶対値回路の出力を増幅する第１の増幅回路と、第２の絶対値回路の出力を増幅する第２の増幅回路とで構成して成り、第１の増幅回路の出力電位と第２の増幅回路の出力電位とを減算回路で減算して出力することにより、バイメタルに流れる電流が０アンペアの時、検出電圧が０ボルトになるように自動的にオフセット調整でき、オフセット調整回路を必要としないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る通電電流検出装置を備えた分電盤の説明図である。
【図２】通電電流検出装置のリード線が接続されたブレーカの断面図であり、ブレーカの図示左側の接続端子が一次側端子となる場合を示す。
【図３】通電電流検出装置のリード線が接続されたブレーカの断面図であり、ブレーカの図示右側の接続端子が一次側端子となる場合を示す。
【図４】通電電流検出装置の回路図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る通電電流検出装置の回路図である。
【符号の説明】
１…通電電流検出装置
４…分岐ブレーカ
９…バイメタル
１０ａ，１０ｂ…リード線
１１…変圧器
１２…電源回路
１３…絶対値回路
１４…増幅回路
１５…オフセット調整回路
１６…ピーク値検出回路
１７…波形整形回路
１８…比較回路
１９…表示回路
【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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