(57)【要約】【課題】従来の電線路における電気設備を変更することなく、地絡事故が起きても、他の電線路に影響を与えることのない、極めて簡易な事故波及防止プラグ差込接続装置及びその使用方法。【解決手段】既存の電源コンセントに差し込む差込プラグ１と、電気機器の電源コードのプラグを差し込むタップ２との間の線路３に絶縁トランス４を設けたものである。そして、前記タップ２から接地線５を導出し、当該接地線５と、前記絶縁トランス４とタップ２の間の線路３の各線とを結ぶ接続線６にインピーダンス素子７を夫々設け、また、前記接続線６と前記タップ２との間の線路３の各線にＥＬＣＢ８を夫々設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の電源コンセントに差し込むプラグと、電気機器の電源コードのプラグを差し込むタップとの間の線路に絶縁トランスを設けたことを特徴とする、事故波及防止プラグ差込接続装置。
【請求項２】
前記タップから接地線を導出し、当該接地線と、前記絶縁トランスとタップ間の線路とを結ぶ接続線にインピーダンス素子を設け、当該インピーダンス素子を介して地絡電流を流して地絡を検出、又は電圧を監視する機能を有することを特徴とする、請求項１に記載の事故波及防止プラグ差込接続装置。
【請求項３】
前記絶縁トランスとタップ間の線路に遮断器を設け、前記電流又は電圧が一定値を超えた場合に当該遮断器で線路を遮断する構成としたことを特徴とする、請求項２に記載の事故波及防止プラグ差込接続装置。
【請求項４】
前記インピーダンス素子が、抵抗器、コンデンサ又は抵抗器とコンデンサを相互に並列接続したもののいずれかであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の事故波及防止プラグ差込接続装置。
【請求項５】
前記インピーダンス素子がコンデンサであり、当該コンデンサと前記線路の間に遮断器を設け、熱動リレーで前記遮断器を開く構成としたことを特徴とする、請求項２に記載の事故波及防止プラグ差込接続装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの事故波及防止プラグ差込接続装置のプラグを、建屋に備わった電源コンセントに差込み、当該プラグ差込接続装置のタップに使用する電気機器の電源コードのプラグを差し込んで、電気機器を使用することを特徴とする、プラグ差込接続装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気技術に精通しない人が電気機器を使用し、地絡事故を起こした場合であっても電線路の広範囲の遮断器を遮断したりする等の悪影響を及ぼすことがない、事故波及防止プラグ差込接続装置及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電線路で地絡が発生すると、地絡事故が起きた箇所に一番近いＥＬＣＢ（漏電遮断器）が動作するのが望ましい。しかし、図７で示すように、一つの部屋Ｒのリニューアル工事等で完全地絡をした場合、大きな地絡電流のため対地電圧が変化し、トランスのＢ種接地から線路に地絡電流が流れ込み、別の系統のＥＬＣＢが動作することがある。図７の動力回路は、線路が長い場合等線路中の静電容量が大きい場合に地絡電流が線路に流れ込むことがあり、その時に動作電流の小さいＥＬＣＢが誤作動することがある。また、パソコン等の接地相のフィルタ用コンデンサに電流が流れて幹線のＥＬＣＢを誤作動させてしまうことがある。
【０００３】
この様な場合、電線路は一時的な停電を余儀なくされ、使用している電気機器が止まってしまう。ＥＬＣＢが確実に協調動作するのは微地絡の時である。上述のように、一つの部屋のリニューアル工事の場合には建物の他の箇所は通常通り電気を使用しているため、絶対に停電をさせられない。そこで、工事用電源を使う場合に、ドラム式の、ＥＬＣＢが付いているコンセントリールでは、地絡事故が起きた場合、直近のＥＬＣＢが動作してくれればよいが、他のＥＬＣＢを動作させてしまう可能性があることが問題であった。
【０００４】
これは、電気工事に限った問題ではなく、日常行われる電気機器を使った清掃作業や、学校等で行われる電気実験の場合においても、これらの作業者は電気技術に精通していないことが多く、同様な地絡事故は発生する恐れがあり、その場合前述のように、他の電線路のＥＬＣＢを動作させてしまい、停電を発生させてしまう。
【０００５】
しかし、この様な場合においても停電を回避しなければならない箇所があり、その対策として、特許文献１に示すように、変圧器で回路を絶縁する。Ｂ種接地を分ける。特許文献２に示すように、漏電遮断機能を設けず、ＥＬＲ（漏電警報）にする等を実施している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３４１７１号公報
【特許文献２】実開平５−７１９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記対策は、ビル等の既存の電気設備を電気工事により変更しなければならず、費用や時間がかかる。
【０００８】
そこで、この発明はこれらの従来技術を改善すべく、従来の電線路における電気設備を変更することなく、地絡事故が起きても、他の電線路に影響を与えることのない、極めて簡易な事故波及防止コンセントないしプラグ差込接続装置を提供するとともに当該プラグ差込接続装置の使用方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、既存の電源コンセントに差し込むプラグと、電気機器の電源コードのプラグを差し込むタップとの間の線路に絶縁トランスを設けた事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記タップから接地線を導出し、当該接地線と、前記絶縁トランスとタップ間の線路とを結ぶ接続線にインピーダンス素子を設け、当該インピーダンス素子を介して地絡電流を流して地絡を検出、又は電圧を監視する機能を有する事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記請求項２の発明において、前記絶縁トランスとタップ間の線路に遮断器を設け、前記電流又は電圧が一定値を超えた場合に当該遮断器で線路を遮断する構成とした事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記インピーダンス素子が、抵抗器、コンデンサ又は抵抗器とコンデンサを相互に並列接続したもののいずれかである、事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項２の発明において、前記インピーダンス素子がコンデンサであり、当該コンデンサと前記線路の間に遮断器を設け、熱動リレーで前記遮断器を開く構成とした、事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの事故波及防止プラグ差込接続装置のプラグを、建屋に備わった電源コンセントに差込み、当該プラグ差込接続装置のタップに、使用する電気機器の電源コードのブラグを差し込んで電気機器を使用する方法とした。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜５の発明の事故波及防止プラグ差込接続装置の差込プラグを、建屋の電源コンセントに取付け、当該プラグ差込接続装置のタップに電気機器の電源コードのプラグを差し込んで、電気機器を使用すると、当該電気機器で地絡が発生した場合であっても、当該プラグ差込接続装置内の絶縁トランスで当該プラグ差込接続装置より上流の電線路と遮断されているため、当該プラグ差込接続装置より上流の電線路に地絡電流が流れず、当該電線路に設けたＥＬＣＢが作動しない。従って、当該電線路での停電が起こらず、他の電気機器の運転をむやみに止める恐れがない。
【００１６】
従って、電気技術に精通していない作業者が多い、清掃作業、電気実験等の際、当該プラグ差込接続装置を建屋の電源コンセントに接続し、当該プラグ差込接続装置のタップに電気機器のコード先端のプラグを差し込んで電気機器を操作すれば、例え地絡事故があっても、他の電線路に波及することがない。しかも、当該プラグ差込接続装置は小型で可搬式であり、どこにでも持ち運ぶことができ、電気機器の使用に当たって、建屋等の電源コンセントに容易に取付け使用することができ、極めて便利である。
【００１７】
また、請求項２の発明によれば、この発明の事故波及防止プラグ差込接続装置に接続した電気機器で地絡が発生した場合、接地線を介してインピーダンス素子で調整された地絡電流が流れ、変流器や電圧計により、地絡電流を検出することができ、前記使用した電気機器の絶縁劣化等の異常が直ちに分かる。また、あえて地絡を検出することにより、地絡発生している前記電気機器を継続して使用することがなく、安全である。また、絶縁劣化の注意喚起を促すためＥＬＣＢ８が動作した際の絶縁不良の点検の必要性が分かるように、パイロットランプ（図示省略）を設けて、これを点灯させても良い。さらにこの場合、点検終了後にこのパイロットランプを消灯させるスイッチを設けることもできる。
【００１８】
また、請求項３の発明によれば、この発明の事故波及防止プラグ差込接続装置に接続した電気機器で地絡が発生した場合、前記接地線を介してインピーダンス素子に地絡電流が流れ、その際の電流又は電圧を測定し、電流値又は電圧値が一定値以上の場合、遮断器を動作させる。この様に様々な方法で地絡を検出できるため安全性も高まる。
【００１９】
また、請求項５発明によれば、この発明の事故波及防止プラグ差込接続装置を接続した電気機器が高周波負荷（インバータ負荷）である場合、前記コンデンサに高周波成分が流入し、加熱するおそれがあるが、熱動リレーで回路を遮断し、コンデンサの熱破壊を防ぐことができる。
【００２０】
また、請求項６の発明によれば、電気工事、清掃工事、電気実験等の作業において、作業者が誤って地絡させたり、使用する電気機器が絶縁劣化等により地絡した場合でも、当該プラグ差込接続装置内の絶縁トランスで当該プラグ差込接続装置より上流の電線路と遮断されているため、当該プラグ差込接続装置より上流の電線路に地絡電流が流れず、当該電線路に設けたＥＬＣＢが作動しない。従って、当該電線路での停電が起こらず、他の電気機器の運転を思わぬ事故で止める恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明は、既存の電源コンセントに差し込み自在な差込プラグとタップとの間の線路に絶縁トランスを設けた事故波及防止プラグ差込接続装置とした。
【００２２】
これにより、当該事故波及防止プラグ差込接続装置の差込プラグを、建屋の電源コンセントに取付け、当該プラグ差込接続装置のタップに電気機器の電源コードのプラグを差し込んで、電気機器を使用すると、当該電気機器で地絡が発生した場合であっても、当該プラグ差込接続装置より上流の電線路に地絡電流が流れず、当該電線路に設けたＥＬＣＢが作動しない。従って、他の電線路に悪影響を及ぼさない。
【実施例１】
【００２３】
以下、この発明の実施例１を図に基づいて説明する。図１はこの発明のプラグ差込接続装置の回路構成図、図２はこの発明のプラグ差込接続装置の回路構成におけるインピーダンス素子の具体例を示す回路構成図、図３はこの発明のプラグ差込接続装置の回路構成におけるインピーダンス素子の他の具体例を示す回路構成図、図４はこの発明のプラグ差込接続装置の回路構成におけるインピーダンス素子のさらに他の具体例を示す回路構成図である。
【００２４】
図１に示すように、この発明の事故波及防止プラグ差込接続装置Ａは、既存の電源コンセントに差し込み自在な差込プラグ１とタップ２との間の単相の線路３に絶縁トランス４を設けたものである。そして、前記タップ２から接地線５を導出し、当該接地線５と、前記絶縁トランス４とタップ２の間の線路３の各線とを結ぶ接続線６にインピーダンス素子７を夫々設け、また、前記接続線６と前記タップ２との間の線路３の各線にＥＬＣＢ８を夫々設けた。
【００２５】
この事故波及防止プラグ差込接続装置Ａを建屋の電源コンセント（図示省略）に取付け、当該プラグ差込接続装置Ａのタップ２に電気機器の電源コードのプラグ（図示省略）を差し込んで、電気機器を使用すると、当該電気機器で地絡が発生した場合であっても、当該プラグ差込接続装置Ａ内の絶縁トランス４で当該プラグ差込接続装置Ａより上流の電線路と遮断されているため、当該プラグ差込接続装置Ａより上流の電線路に地絡電流が流れず、それらの電線路に設けたＥＬＣＢが作動しない。
【００２６】
また、この場合、タップ２から接地線５を通り、接続線６から線路３への回路が構成され、前記インピーダンス素子７に地絡電流が流れ、前記線路３の往きと還りの電流に差が生じ、これによりＥＬＣＢ８内のＺＣＴ８ａ（零相検出器）が地絡を検出するものである。
【００２７】
このインピーダンス素子７による接地は、高抵抗でも良く、地絡回路が形成されて地絡電流を形成できるものであれば接地系は何でもよい。そして例えば、地絡電流を１０ｍ〜２０ｍＡにするように接地系を構成するシステムとする。この地絡電電流の値は、地絡が仮に人体に流れても影響が無い値であり、且つ、市販のＥＬＣＢが動作する電流である。ただし、この地絡電流の値に限定されるものではなく、さらに地絡電流値を小さくし、検出器側（この場合、ＺＣＴ８ａ）が対応するものであれば良い。また、地絡検出方法としてインピーダンス素子の端子電圧でも地絡検出が可能であり、検出動作をＥＬＢＣと連動させても良い。
【００２８】
地絡電流を減流するための接地種類としては、コンデンサと抵抗を用いた接地、コンデンサ接地、抵抗接地のいずれでもよい。図２はコンデンサと抵抗を用いた接地の例を示すものである。この場合、コンデンサＣと抵抗器Ｒを相互に並列に接続線６に設けたものであり、抵抗成分でコンデンサＣに電流が通過するため熱の発生が少ないこと、直流分の放電が可能であることの利点がある。
【００２９】
また、コンデンサと抵抗を用いた接地の場合は、地絡電流を１０ｍ〜２０ｍＡと設定した場合、抵抗値の設定を１０ｋ〜２０ｋΩとするとコンデンサの容量の設定は１．２μ〜６．４μＦとなる（５０Ｈｚと６０Ｈｚを比較するとコンデンサの容量は６０Ｈｚの方が小さくてすむ）。また、以下の式１より地絡電流とコンデンサＣの容量を求めることができる。
【００３０】
【数１】
2012209063.tif 000003
【００３１】
図３は、コンデンサ接地の例を示すものである。この場合、地絡電流に直流分が含まれている場合、当該コンデンサＣで充電してしまうことを考慮する必要がある。また、地絡電流を１０ｍ〜２０ｍＡと設定するとコンデンサ容量の設定は０．８μ〜２．２μＦとなる（５０Ｈｚと６０Ｈｚを比較するとコンデンサの容量は６０Ｈｚの方が小さくてすむ）。また、以下の式２より地絡電流とコンデンサＣの容量を求めることができる。
【００３２】
【数２】
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【００３３】
図４は、抵抗接地の例を示す。この場合、地絡時に熱を発生する場合があるので、耐熱容量を考慮する必要がある。また、地絡電流を１０ｍ〜２０ｍＡと設定すると抵抗器の設定は、３ｋ〜８ｋΩである。
【００３４】
また、前記実施例１の図２又は図３の場合、コンデンサＣと線路３との間に遮断器を設け、当該プラグ差込接続装置Ａに接続した電気機器が高周波負荷（インバータ負荷）の場合、コンデンサＣに高周波成分が流入し、加熱する場合があるので、図５に示すように、熱動リレーで前記遮断器１２を動作させ、回路を遮断し、これにより地絡電流がながれず、コンデンサＣの熱破壊を防ぐこともできる。
【実施例２】
【００３５】
図６はこの発明の事故波及防止プラグ差込接続装置の実施例２を示す。前記実施例１では線路３にＥＬＣＢ８のＺＣＴ８ａを設けて地絡電流を検出しているが、この実施例２では地絡事故時の電圧検出を行い、検出すると直ちに線路３を遮断するものである。
【００３６】
図６では、前記インピーダンス素子７と接地線５との間の接続線６にコンデンサＣ´を設け、当該コンデンサＣ´に並列にトランス９を設け、当該トランス９の二次側に電圧計１０を設けたものである。対地電圧の分圧比により、電圧を測定し、一定電圧以上の電圧値の際、前記線路の遮断器１１を遮断する構成としている。このように別の方法で地絡を検出しても良い。
【００３７】
なお、上記実施例１及び２ではＥＬＣＢ８は地絡事故の場合に遮断する構成としたが、使用するＥＬＣＢ８は地絡電流だけでなく、短絡にも対応するため、短絡事故も防止できる。また、この発明のプラグ差込接続装置は可搬式のコンセントを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施例１の回路構成図である。
【図２】この発明の実施例１の回路構成におけるインピーダンス素子の具体例を示す回路構成図である。
【図３】この発明の実施例１の回路構成におけるインピーダンス素子の他の具体例を示す回路構成図である。
【図４】この発明の実施例１の回路構成におけるインピーダンス素子のさらに他の具体例を示す回路構成図である。
【図５】この発明の実施例１の回路構成におけるインピーダンス素子のコンデンサの熱破壊防止機能を有する回路構成図である。
【図６】この発明の実施例２の電圧検出の回路構成図である。
【図７】従来の配電線路における地絡時の動作を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      差込プラグ                  ２      タップ
３      線路                        ４      絶縁トランス
５      接地線                      ６      接続線
７      インピーダンス素子          ８      ＥＬＣＢ
８ａ    ＺＣＴ                      ９      トランス
１０    電圧計                      １１    遮断器
１２    遮断機
【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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