(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視電路のＬ１，Ｌ２それぞれの相の通電電流を検出する二つの変流器Ａと、
前記Ｌ１若しくはＬ２相に接続される制御対象回路毎に設けられて、該制御対象回路の通電電流を検出する変流器Ｂと、
該変流器ＡＢからの信号を受け、各変流器の通電電流を測定する電流測定回路と、
監視電路の通電電流の上限（以下、設定電流値という）を設定する電流設定回路と、
監視電路の通電電流が一定時間所定の電流値以下継続した場合に制御対象回路を復帰させるための復帰電流を設定する復帰電流設定回路と
電流測定回路で得られた通電電流値と電流設定回路で設定された設定電流値と復帰電流設定回路で設定された復帰電流値とを比較演算し、制御対象回路が接続される相の切替決定若しくは遮断制御の決定を行う比較演算回路と、
該比較演算回路によりなされた決定に基づき出力される信号を受け、切替え手段に向けて制御信号を出力する負荷制御回路と、
該負荷制御回路からの信号を受けて前記制御対象回路を現在接続されている相からもう一つの相に接続を切り替えたり、遮断状態にするためのスイッチを用いて構成された切替え手段と、
を有して構成される単相３線式電路の電灯負荷制限器であって、
前記比較演算回路により電路のＬ１相、及びＬ２相のどちらかの通電電流が、設定電流値を超えた場合、
前記比較演算回路により、制御対象機器について相の切替えが可能か否か判断され、相の切替えが可能な場合には
制御対象回路の接続を通電電流に余裕のある相側に切替え、
両相の通電電流が設定電流値に対して余裕がなく制御対象回路の相の切替えが行えない場合には制御対象回路を遮断状態に切替えるとともに、
前記監視電路の通電電流が一定時間前記復帰電流値以下継続した場合には前記遮断状態に切替えた制御対象回路を再び電路に接続して、該制御対象回路を復帰させる
ことを特徴とする単相３線式電路の電灯負荷制限器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置に関するもので、監視電路に流れる電流値が設定電流値を超えた場合に、主幹の回路遮断器が動作する前に制御対象回路の通電状態を制御して、回路全体が停電状態になることを未然に防止する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置としては、次のようなものがあった。図５に従来の装置のブロック図を示した。監視電路に流れる電流値は変流器から電流測定回路に入力され、その電流値と電流設定回路で定められた設定電流値とを比較回路にて比較することにより、回路の通電電流値が設定電流値を超えた場合には、予め定めてある制御対象回路の「切」を電流制御回路にて自動で行うことにより、主幹の回路遮断器が動作して回路全体が停電することを防止する。また、復帰電流設定回路により監視回路の通電電流値が設定電流値に対して余裕ができた場合には、電流制御回路により遮断した制御対象回路を「入」の状態にし復帰させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置においては、電路におけるＬ１相とＬ２相の区別を行っていなかった。そのため、負荷の使用状態により両相に流れる電流のバランスが崩れ、片側の相だけが設定電流値を超え、もう一方の相においては設定電流値に対して余裕がある場合にも制御対象回路を遮断し、該回路の使用ができなくなるという場合があった。
本発明は、監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置において、電路の両相の電流をそれぞれ測定することにより、電路の電流が設定電流値を超えた場合において、可能な限り制御対象回路を遮断せずに、電流に余裕のある相側に回路を切替えて通電電流を制御することのできる装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
監視電路のＬ１，Ｌ２それぞれの相の通電電流を検出する二つの変流器Ａと、前記Ｌ１若しくはＬ２相に接続される制御対象回路毎に設けられて、該制御対象回路の通電電流を検出する変流器Ｂと、該変流器ＡＢからの信号を受け、各変流器の通電電流を測定する電流測定回路と、監視電路の通電電流の上限（以下、設定電流値という）を設定する電流設定回路と、監視電路の通電電流が一定時間所定の電流値以下継続した場合に制御対象回路を復帰させるための復帰電流を設定する復帰電流設定回路と電流測定回路で得られた通電電流値と電流設定回路で設定された設定電流値と復帰電流設定回路で設定された復帰電流値とを比較演算し、制御対象回路が接続される相の切替決定若しくは遮断制御の決定を行う比較演算回路と、該比較演算回路によりなされた決定に基づき出力される信号を受け、切替え手段に向けて制御信号を出力する負荷制御回路と、該負荷制御回路からの信号を受けて前記制御対象回路を現在接続されている相からもう一つの相に接続を切り替えたり、遮断状態にするためのスイッチを用いて構成された切替え手段と、を有して、前記比較演算回路により電路のＬ１相、及びＬ２相のどちらかの通電電流が、設定電流値を超えた場合、前記比較演算回路により、制御対象機器について相の切替えが可能か否か判断され、相の切替えが可能な場合には制御対象回路の接続を通電電流に余裕のある相側に切替え、両相の通電電流が設定電流値に対して余裕がなく制御対象回路の相の切替えが行えない場合には制御対象回路を遮断状態に切替えるとともに、前記監視電路の通電電流が一定時間前記復帰電流値以下継続した場合には前記遮断状態に切替えた制御対象回路を再び電路に接続して、該制御対象回路を復帰させることを特徴として単相３線式電路の電灯負荷制限器を構成した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００６】
図１は本発明の監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置の構成を表すブロック図である。対象電路は単相三線式の電路であり、Ｌ１，Ｌ２それぞれの相に１で示す二つの変流器Ａと、制御対象回路の電路に２で示す変流器Ｂと、電流測定回路３と、電流設定回路４と、比較演算回路５と、負荷制御回路６と、制御対象回路の切替え手段７と、復帰電流設定回路８とを有して構成している。１の変流器Ａは、監視電路９に流れる電流を検出して大きさを信号出力するものである。本発明では単相三線式の電路を想定しており、この場合、両端極のＬ１相及びＬ２相の電流量をそれぞれ検出するために２個配設している。
２の変流器Ｂは、監視電路に設けられた制御対象回路の通電電流を検出して信号出力するものである。制御対象回路は監視電路の負荷として配設している。ここで制御対象回路は制御したい回路の数に合わせて適宜複数個設けてよい。
電流測定回路３は、１に示す二つの変流器Ａ及び２に示す変流器Ｂからの信号を受信し、監視電路Ｌ１，Ｌ２及び制御対象回路の通電電流を測定する回路である。
電流設定回路４は、監視電路における通電の電流上限を設定する回路ある。一般的には監視電路に配設された主幹の回路遮断器が動作し難い電流値に設定する。比較演算回路５は、電流測定回路３と電流設定回路４とからの電流信号を比較演算して、Ｌ１あるいはＬ２の監視電路の通電電流が電流設定値を超えた場合、状況に応じ制御対象回路切替え信号を負荷制御回路６へ出力するものである。また，制御対象回路が遮断動作させたのち，電流測定回路３のＬ１相あるいはＬ２相の電流値と復帰電流設定回路８で設定した電流値とを比較して、通電電流が復帰電流値未満の状態が継続された場合、負荷制御回路６へ信号を出力し、制御対象回路を監視電路９のＬ１またはＬ２に再接続する。
負荷制御回路６は、比較演算回路５から制御対象回路切替え信号を受け、該信号に応じた切替手段の制御を行うものである。
制御対象回路切替え手段７は、負荷制御回路６からの信号を受け、制御対象回路を現在接続されている相からもう一つの相に接続を切替えたり、遮断状態にするものである。本実施例ではスイッチを用いて構成しており、Ｌ１相の制御対象回路の接続、Ｌ２相の制御対象回路の接続、完全切の３つの状態の接続切替を可能としている。
【０００７】
復帰電流設定回路８は、負荷制御回路により「切」の制御状態にある制御対象回路が復帰させた場合、監視電路の通電電流が設定電流値未満になるように、復帰電流値を設定する。例えば、復帰電流値は設定電流値から、２に示す変流器Ｂにより得られた制御対象回路の通電電流値を引いた値とすれば、制御対象回路が復帰しても監視電路の通電電流は電流設定値を超えないような復帰電流値を得る。
【０００８】
ここで本発明の原理について説明を行う。図２、図３を用いて説明を行う。
【０００９】
図２は単相三線式の監視電路において、負荷の使用状態による電流のある瞬間の流れを示したものである。１０は主幹の回路遮断器、２０１はＬ１相の側に接続された負荷の全体を表したＬ１側負荷、２０２はＬ２相の側に接続された負荷の全体を表したＬ２側負荷を示している。
Ｌ１相とＮ相、及びＬ２相とＮ相の間の電圧は各々１００Ｖが印加され、Ｌ１とＬ２の間の電圧は２００Ｖが印加されている。また、Ｌ１相、Ｌ２相を流れる電流の位相はほぼ同位相である。仮に各相のバランスがとれ、Ｌ１側負荷１２、Ｌ２側負荷１３の抵抗が各々１０Ωで同一だとすると、Ｌ１側の電流は１０Ａ、Ｌ２側の電流は１０Ａとなり同一となる。ここでＮ相には電流はキャンセルされて流れない。また、主幹の回路遮断器１０の各極に設けられている過電流素子のうち、Ｌ１相、Ｌ２相に対応する素子には同一の電流が流れることになる。
【００１０】
次に図３には、図２に示しているＬ１側負荷１２、Ｌ２側負荷１３の各々の抵抗値に差がある場合を示したものである。ここではＬ１側負荷２０１は４Ω、Ｌ３側負荷２０２が１０Ωの場合について示した。この場合、Ｌ１側には２５Ａ、Ｌ２側には１０Ａ、Ｎ相には２５Ａから１０Ａを引いた差の１５Ａが流れることになる。主幹の回路遮断器１１の定格電流が２０Ａである場合、Ｌ１側の電流は定格をオーバーしているため一定時間後には主幹の回路遮断器１０が動作する。しかしながらＬ２側の電流は１０Ａであるために、定格電流に対して５０％の余裕があることになる。このような場合、Ｌ１側に接続された負荷のうち、特定の負荷を切替え手段によりＬ２側に切替えることにより各相間の負荷による通電電流のバランスを保ち主幹の回路遮断器１０の各過電流素子に流れる電流の平衡を保つことができ、主幹の回路遮断器１０の定格電流内で監視電路の通電電流を制御することが可能である。
【００１１】
本発明は、前述した原理に基づいて制御を行っており、図１に示した監視電路９において、Ｌ１相とＬ２相の通電電流を検出するために１に示す二つの変流器Ａをそれぞれ主幹の回路遮断器１１の１次もしくは２次側両極に接続し、該１に示す変流器Ａからの出力を電流測定回路３に入力する。また、変流器Ｂ２を制御対象回路の通電電流を測定するために切替え手段７と制御対象回路の間に設け、その出力信号を電流測定回路３に入力している。測定された電流値のそれぞれは比較演算回路５に入力される。
比較演算回路５は電流測定回路３からの入力と、電流設定回路４からの入力と、復帰電流設定回路８からの入力を受け、Ｌ１相の電流値、Ｌ２相の電流値、制御対象回路の電流値、設定電流値、復帰電流値を比較演算することにより、相の切替え決定、遮断制御の決定を行う。また、制御対象回路が複数個ある場合には制御を行うべき制御対象回路の決定を行う。遮断制御については、相の切替えのみでは設定電流値を超えてしまう場合に行う。また、遮断制御を行った場合には復帰電流設定回路８により定められた復帰電流値に応じて監視電路の電流値が復帰電流値未満を継続した場合には負荷制御回路６に信号を送り、負荷制御回路６から該当の切替え手段７に信号を送り、制御対象回路を復帰させる。
【００１２】
図４は本発明における監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置のフローチャートである。比較演算回路５，負荷制御回路６，復帰電流設定回路８の動作プログラムを示す。１１は電流測定回路３からの通電電流値及び電流設定回路４からの設定電流値を読み込むステップである。具体的にはＬ１相の通電電流値、Ｌ２相の通電電流値、制御対象回路の通電電流値を読み取る。１２は，監視電路の通電電流が設定電流値に達したかを判断するステップ，１３は超過した通電電流量に応じて監視電路の通電電流を設定電流値未満になるように所定の処理を出力するステップである。具体的には相切替えを行う制御か、遮断による制御を行うかを判断する。ここで演算子を
「演算子  ＭＡＸ（ａ，ｂ）＝ａとｂの内，大きいほうを選択すると定義、
演算子  ＭＩＮ（ａ，ｂ）＝ａとｂの内，小さいほうを選択すると定義」
とした場合、
｛  ＭＡＸ（Ｌ１電流値，Ｌ２電流値）−  設定電流値  ｝＜  制御対象回路の電流値
及び
｛  ＭＩＮ（Ｌ１電流値，Ｌ２電流値）＋  制御対象回路の電流値  ｝＜  設定電流値
の条件を満たした場合には相切替えの制御を行い、満たさない場合には遮断の制御を行う。
１４は，１３からの信号を受け、制御対象回路の相を切替える信号を出力するステップである。１５は１３からの信号を受け、制御対象回路を遮断する遮断信号を出力するステップである。１６は，測定された制御対象回路の通電電流から，復帰電流を設定するステップである。１７は，監視電路の通電電流値が前記復帰電流値を下まわっているかを判断するステップであり，１８は，遮断した制御対象回路の復帰を出力するステップである。なお，ステップ１２、１７で「NO」と判断された場合，矢印「NO」の経路を通り条件を満たすまで繰り返す。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、監視電路の通電電流を設定電流値未満に制御する装置において、電路の両相の電流を測定することにより、電路の電流が設定電流値を超えた場合において、可能な限り制御対象回路を遮断せずに、電流に余裕のある相側に回路を切替えて相平衡を制御し、通電電流を制御することのできる装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す装置の構成を表すブロック図
【図２】電路における負荷の使用状態による電流の流れを示した図
【図３】電路における両相の負荷の抵抗値に差がある場合を示した図
【図４】装置のフローチャート
【図５】従来の装置のブロック図
【符号の説明】
１  変流器Ａ
２  変流器Ｂ
３  電流測定回路
４  電流設定回路
５  比較演算回路
６  負荷制御回路
７  切替え手段
８  復帰電流設定回路
９  監視電路
１０  主幹の回路遮断器
２０１  Ｌ１側負荷
２０２  Ｌ２側負荷
【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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