(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方にあるセンタ側の指令信号により、子局側の供給用変圧器室内の環境センサ及び受電設備用計測機器から検出値信号を一且監視装置に収集し、前記検出値信号を監視装置から公衆回線を介して送信する供給用変圧器室監視装置において、
供給用変圧器の二次側電線に接続された鉄心分割貫通形または二重鉄心形の変流器と、この変流器の二次側に接続された過電圧抑制回路と、この過電圧抑制回路の出力側に接続された整流器と、この整流器の出力側に接続された電圧安定化回路と、この電圧安定化回路の出力側に接続されて電力が供給される前記監視装置を含む負荷と、により第一回路を構成し、
前記変流器の二次側に接続された整流器と、その出力側に接続された平滑回路と、その出力電圧を閾値と比較する比較回路と、この比較回路の出力側に接続された接点出力回路と、この接点出力回路の出力により動作するリレーと、により第二回路を構成し、
更に、前記電圧安定化回路の出力側から分岐して電力供給を受け、前記閾値を設定する閾値設定回路を設け、
前記比較回路は、前記平滑回路の出力電圧が前記閾値により予め設定されている所定電圧範囲を外れた場合に前記接点出力回路から接点出力信号を警報信号として前記監視装置に伝送し、かつ、前記接点出力回路により前記リレーを動作させて前記供給用変圧器側を切り離すことを特徴とする供給用変圧器室監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンション等の集合住宅に設置される供給用変圧器室の監視装置に関し、詳しくは、監視装置やセンサ、計測器等の機器への電力供給及びその供給制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マンションや社宅やアパート等集合住宅では、電力会社による電源供給用変圧器を主な電気設備とする供給用変圧器室が、集合住宅内の一室に配置されている。従来、この供給用変圧器室において、電力会社社員による受電設備の点検作業を省力化するため、本発明の出願人により特開平10-117256号公報監視システムが提案されている。これは、供給用変圧器室内の変圧器本体過熱・変圧器分岐端子台ケーブル口元部過熱・室内浸水・不法侵入等、その他必要に応じて監視するため、環境センサおよび受電設備用計測機器を設置して、これらセンサや計測機器の検出値信号を供給用変圧器室側の監視装置に一且収集し、監視装置から公衆回線を介して遠方にあるセンタ側の電力会社事業所の設備等に送信するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マンションや社宅やアパート等の集合住宅では、もともと供給用変圧器室の内部に監視装置を設置することを前提にしておらず、又、居住空間を優先的に確保する都合上、供給用変圧器室が建物のデッドスペースに配置されることになり、電源設備・通信設備はもとより室内雰囲気やロケーションも劣悪な場合が多い。そのため、供給用変圧器室に監視装置を追加設置しようとすると、通常は新たに電源工事を行う必要がある場合がほとんどである。そのため、建物の構造自体あるいは隣接する建物へ配慮する附帯的工事費用も嵩み、電源工事に多額を費やし、電源工事だけで他の監視設備一式の工事費の10倍程度となることもあった。
【０００４】
またさらに、供給用変圧器側の停電あるいは短絡事故による過電流等の異常事態の発生時に、供給用変圧器側を保護するとともに、異常事態の発生をセンタ側で検知し、速やかに対処する方策も求められている。
そこで、本発明は、マンション等の集合住宅における供給用変圧器室において、大掛かりな工事を必要とせずに電源供給装置を設置して安定した電源を得ることを可能にするとともに、供給用変圧器側の停電あるいは短絡事故による過電流等の異常事態をセンタ側に警報信号として送信し速やかな対処策を可能とした供給用変圧器室監視装置を提供することを課題とした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、遠方にあるセンタ側の指令信号により、子局側の供給用変圧器室内の環境センサ及び受電設備用計測機器から検出値信号を一且監視装置に収集し、前記検出値信号を監視装置から公衆回線を介して送信する供給用変圧器室監視装置において、
供給用変圧器の二次側電線に接続された鉄心分割貫通形または二重鉄心形の変流器と、この変流器の二次側に接続された過電圧抑制回路と、この過電圧抑制回路の出力側に接続された整流器と、この整流器の出力側に接続された電圧安定化回路と、この電圧安定化回路の出力側に接続されて電力が供給される前記監視装置を含む負荷と、により第一回路を構成し、
前記変流器の二次側に接続された整流器と、その出力側に接続された平滑回路と、その出力電圧を閾値と比較する比較回路と、この比較回路の出力側に接続された接点出力回路と、この接点出力回路の出力により動作するリレーと、により第二回路を構成し、
更に、前記電圧安定化回路の出力側から分岐して電力供給を受け、前記閾値を設定する閾値設定回路を設け、
前記比較回路は、前記平滑回路の出力電圧が前記閾値により予め設定されている所定電圧範囲を外れた場合に前記接点出力回路から接点出力信号を警報信号として前記監視装置に伝送し、かつ、前記接点出力回路により前記リレーを動作させて前記供給用変圧器側を切り離すものである。
【０００７】
また、前記第一回路の過電圧抑制回路には、変流器二次側端子間に並列接続するトライアックと、トライアックと並列接続するスナバ回路と、互いに逆方向にした１対のツェナーダイオードと分圧抵抗を直列接続し一定出力電圧で一方のツェナーダイオードが降伏するとトライアックゲート端子にトリガ電流を入力するトリガ電流発生回路とを備える。
【０００８】
さらにまた、前記第一回路の電圧安定化回路には、スイッチング素子と平滑回路と出力電圧検出回路とパルス発生回路とパルスを駆動信号に変換しスイッチング素子へ送信する駆動回路とを備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、マンション等の集合住宅における供給用変圧器の二次側ケーブルに変流器を配設して、監視装置、センサ、計測器等の各機器への電力供給しながら、異常事態発生時に警報信号を送信する第１の実施形態の概略構成を示す。
変流器１は、供給用変圧器（図示せず）の二次側ケーブル２を一次巻線として貫通するだけの貫通形変流器である。またとくに、変流器１として、鉄心分割のリング状貫通形変流器を採用すれば、供給用変圧器の二次側ケーブル２の切断や接続作業を不要とし、作業性が著しく向上できる。
【００１０】
又、電源容量等の必要に応じて、巻線形変流器の採用はもとより、貫通形変流器数台を供給用変圧器の二次側ケーブル２に直列接続して電流を取り込み、その変流器二次端子を並列接続し一括してもよい。
変流器１の二次端子に、過電圧抑制回路３と整流器４と電圧安定化回路５と負荷６を順に接続して第一回路７を形成する。なお、第一回路７内で電力が供給される負荷６は、図示しない監視装置およびそれに設置されるセンサ、計測器等である。
【００１１】
また、変流器１の二次端子には、第一回路７と並列に、第二回路８が接続されている。この第二回路８は、順に接続された整流器９、平滑回路１０、比較回路１１、接点出力回路１２、リレー１３とから構成されている。なお、比較回路１１には、第１回路７の電圧安定化回路５の出力によって駆動される閾値設定回路１４から、予め設定されている基準電圧の値が閾値として入力される。
【００１２】
図３は、第一回路７の過電圧抑制回路３の内部構成を示す。図において、入力側の端子I1,I2が変流器二次端子に接続され、出力側の端子O3,O4が整流器４と電圧安定化回路５を介して負荷６に接続される。
ツェナーダイオードZD1、ZD2は、その接続方向が互いに反対向きに接続される。抵抗R1と抵抗R2の間にトライアックTAのゲート端子Ｇが接続されるとともに、抵抗R1と並列にコンデンサC1が接続される。出力端子O3とO4との間の電圧は、その間の負荷インピーダンスと変流器１からそこに流れ込む電流の積となる。
【００１３】
またトライアックTAのゲート端子Ｇについて着目すると、ゲート端子ＧへはツェナーダイオードZD1,ZD2のいずれかが降伏しない間はゲート電流が流れないため、トライアックTAは作動せずに不導通状態である。
この状態では、変流器１からの電流および電圧が通常の範囲内である。ここで入力端子I1とI2との間に、変流器１から過電流が流れた場合、入力端子I1側から入力端子I2側の方向に電流が流れるものとすると、出力端子O3とO4との間の電圧が増大し、電流と逆方向に接続されているツェナーダイオードZD2に印加される電圧がツェナー電圧に達すると、ゲート端子Ｇへゲート電流が流れ込みトライアックTAが作動して導通状態となる。
【００１４】
その結果、出力端子O3とO4との間がバイパスされて、出力端子O3とO4との間の電圧が一定電圧以上に上昇することがなくなる。尚、入力端子I1とI2との間の電流方向が逆の場合、ツェナーダイオードZD1が逆方向となって同様に作動する。 こうして、供給用変圧器の二次側ケーブル２に流れる電流が短絡事故等で急激に増加し、変流器１で変流されて過電流として入力端子I1とI2との間に流れ込んでも、出力端子O3とO4との間が一定電圧に抑制される。
【００１５】
次に、図４に第一回路７の電圧安定化回路５の内部構成を示す。図において、I5とI6は整流器４と接続される入力端子であり、O7とO8は監視装置等の負荷に接続される出力端子である。
平滑コンデンサＣの両端には整流された直流電圧が発生して、出力電圧として負荷６へ印加される。この負荷６と並列に分圧抵抗R5、R6が接続されて出力電圧をその抵抗比により分圧する。抵抗R5と抵抗R6の中間の電圧が増幅器AMPヘ入力される。
【００１６】
増幅器AMPは入力電圧と基準電圧Vrとの差分電圧を増幅してPWM回路１５へ送る。PWM回路１５は、周期が一定で入力された差分電圧が大きい程パルス幅の大きい、すなわちデューティ比を大きくしてパルスを発生し駆動回路１６へ送る。
駆動回路１６は、入力されたパルスがＨレベルの間、駆動信号を生成してスイッチング素子Swへ送る。それにより、スイッチング素子Swは、駆動信号が入力されている間は、オン状態になり入力端子I5とI6の間を短絡させる。
【００１７】
その結果、出力電圧が予め設定した所定電圧よりも高くなった場合、断続的にオン・オフを繰り返すスイッチング素子Swのオン時間の割合が長くなり出力電圧が低下するように調整される。同様に、出力電圧が低くなり過ぎるとスイッチング素子Swのオン時間が短くなり、元の正常な電圧に戻される。
尚、スイッチング素子Swにより、整流器４から入力端子I5とI6へ供給される直流電流が断続的に短絡されダイオードDiへは脈流が送られるが、平滑コンデンサＣにより平滑される。
【００１８】
このように、供給用変圧器の二次側ケーブル２に流れる電流が、需要家側負荷変動により増減しても、この電圧安定化回路５により監視装置の負荷６に安定して電源供給できる。
一方、変流器１の二次端子から分岐して整流器９と平滑回路１０と比較回路１１と接点出力回路１２とで形成され、リレー１３を動作させる第二回路８を形成している。
【００１９】
ここで、比較回路１１は、第一回路７の電圧安定化回路５の出力側から分岐し安定した電力供給を受けている閾値設定回路１４と接続されている。この閾値設定回路１４は、予め所定の範囲、例えば需要家電圧変動範囲に若干の上下裕度を持つ範囲が設定されており、変流器１の二次端子出力のうち第二回路８への出力が所定範囲内だと比較回路１１により接点出力回路１２がオフを保持している。もし、供給用変圧器側が著しく低電流あるいは停電時、逆に短絡事故による著しい過電流発生時等所定範囲を外れた場合、接点出力回路１２がオンして、リレー１３を動作させ供給用変圧器側を切り離すとともに、接点出力信号を監視装置（図示せず）に伝送し、公衆回線を介してセンタ側へ送信する。
【００２０】
尚、第二回路８の各回路は第一回路７と共通する点も多く、又閾値設定回路１４、比較回路１１、接点出力回路１２等の構成は、論理回路等組合せたものであり、その詳述は省く。  図２は、変流器１に二重鉄心形変流器を用いた第２の実施形態を示す。第一鉄心２１に施された二次巻線端子（1k−1l）から第一回路７を形成し、第二鉄心２２に施された二次巻線端子（2k−2l）から第二回路８を形成している。
【００２１】
二重鉄心形変流器を使用すると、監視装置、センサ、計測器等の各機器に電力供給する第一鉄心２１とそれに巻装される第一の二次巻線と、供給用変圧器側短絡事故による過電流が流入する第二鉄心２２とそれに巻装される第二の二次巻線と、それぞれ鉄心・二次巻線を変流器自身で任意に設定し易い。
その結果、第二回路８側に過電流発生時の鉄心飽和を防止して、次段の回路構成を簡略したり、２台の変流器を１台に纏めてコンパクトに配設できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、マンション等の集合住宅における供給用変圧器室に電源設備が設置されていなくとも、供給用変圧器二次側に変流器を備えて電流を取り込み、変換制御して安定した電源を得て、内部監視装置やセンサや計測器等の各機器へ電源を供給することができる。それにより、供給用変圧器側の停電あるいは短絡事故による過電流等の異常事態の発生をセンタ側に警報信号として送信し、それにもとづき電力会社社員が発生現場へ駆け付け、その後の処理を速やかに対処することが可能となる。
そして、供給用変圧器室に監視装置を追加設置する場合、建物内設置条件如何によらず、電源引込み設備等の大掛かりな工事を必要とせずに、供給用変圧器室に監視装置が容易に構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１の過電圧抑制回路の内部構成を示す回路図である。
【図４】図１の電圧安定化回路の内部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  変流器
２  二次側ケーブル
３  過電圧抑制回路
４  整流器
５  電圧安定化回路
６  負荷
７  第一回路
８  第二回路
９  整流器
１０  平滑回路
１１  比較回路
１２  接点出力回路
１３  リレー
１４  閾値設定回路
１５  PWM回路
１６  駆動回路
２１  第一鉄心
２２  第二鉄心
AMP  増幅器
Ｃ  平滑コンデンサ
C1  コンデンサ
Di  ダイオード
Ｇ  ゲート端子
I1,I2,I5,I6  入力端子
O3,O4,O7,O8  出力側端子
R1,R2  抵抗
R5,R6  分圧抵抗
Sw  スイッチング素子
TA  トライアック
Vr  基準電圧
ZD1,ZD2  ツェナーダイオード
【図１】
0004111628.tif 000002
【図２】
0004111628.tif 000003
【図３】
0004111628.tif 000004
【図４】
0004111628.tif 000005