(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインの各ラインの電流を検出する電流検出部と、ライン間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された電圧とに基づいて電力量を演算すると共に過電流を判別する判別部と、前記判別部からの引外し信号に応じて回路遮断を行なう引外し装置と、前記電力量を外部に通信する通信インターフェースと、を備えた電子式ブレーカにおいて、
前記電源ラインの電流から電源を生成する第１の電源装置と、
前記電源ラインの相間電圧から電源を生成する第２の電源装置と、を備え、
前記第１の電源装置は、電源を生成する変流器と、前記変流器の出力から整流回路を介して電源を生成する電流電源回路と、を有し、
前記第２の電源装置は、前記相間電圧から降圧回路を介して交流直流変換し、電源を生成する電圧電源回路を有し、
前記電流電源回路と電圧電源回路の各出力を接続して、前記２つの電源装置により、出力を相互に補完して前記判別部、引外し装置、及び通信インターフェースに電源を供給することを特徴とする電子式ブレーカ。
【請求項２】
前記第１の電源装置は、前記整流回路の後段に定電圧電源回路を有し、
前記定電圧電源回路と前記降圧回路のそれぞれの出力電圧を略同一にすることにより、２つの電源の出力を足し合せて電源を供給することを特徴とする請求項１に記載の電子式ブレーカ。
【請求項３】
前記判別部、引外し部、及び通信インターフェースへの電源供給回路の少なくともいずれか一つには、前記電源供給回路を開閉するスイッチング部を有し、
前記判別部は、前記スイッチング部の開閉を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子式ブレーカ。
【請求項４】
前記判別部、引外し部、及び通信インターフェースへの電源供給回路の少なくともいずれか一つには、充電回路を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子式ブレーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力量を演算する電子式ブレーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源ラインの電流と電圧を検出して電力量を演算し、使用電力を表示する電子式ブレーカが知られている。しかしながら、この種の電子式ブレーカは、ブレーカ毎に表示部を備え、また、電力量の演算や表示部の駆動電源を外部より供給するために、大型で高価になり、また、配線も煩雑になる。
【０００３】
また、電源ラインに設けた変流器から電源を生成し、その電源を駆動電源として電力量を演算し、演算結果を外部に通信する電子式ブレーカが知られている（例えば、特許文献１参照）。図５に、このような電子式ブレーカの一構成を示す。電子式ブレーカ１０１は、商用電源１０２に繋がる電源ライン１０３と、電源ライン１０３を開閉する接点１３１と、各電源ライン１０３に設けられた変流器１３２と、変流器１３２の出力に基づいて電流を検出する電流検出回路１４１と、電圧を検出する電圧検出回路１４２と、を備える。電子式ブレーカ１０１は、さらに電流検出回路１４１が検出した電流値と電圧検出回路１４２が検出した電圧に基づいて電力量を演算すると共に過電流や短絡等の異常を判別する判別部１４３と、判別部１４３からの引外し信号に応じて接点１３１を引き外す引外し部１４４と、電力量を外部に通信する通信インターフェース１４５と、を備えている。そして、判別部１４３や引外し部１４４等の駆動エネルギは、変流器１３２が検出した電流から電源を生成するブレーカ内部電源回路１５２から供給される。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される電子式ブレーカ１０１においては、変流器１３２によって電源を生成するために、変流器１３２が大型になり、また、外部電源から供給を受けると配線が煩雑になる。
【特許文献１】特開２００２−９５１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、小型で外部からの電源供給が不要な電子式ブレーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、電源ラインの各ラインの電流を検出する電流検出部と、ライン間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部によって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された電圧とに基づいて電力量を演算すると共に過電流を判別する判別部と、前記判別部からの引外し信号に応じて回路遮断を行なう引外し装置と、前記電力量を外部に通信する通信インターフェースと、を備えた電子式ブレーカにおいて、前記電源ラインの電流から電源を生成する第１の電源装置と、前記電源ラインの相間電圧から電源を生成する第２の電源装置と、を備え、前記第１の電源装置は、電源を生成する変流器と、前記変流器の出力から整流回路を介して電源を生成する電流電源回路と、を有し、前記第２の電源装置は、前記相間電圧から降圧回路を介して交流直流変換し、電源を生成する電圧電源回路を有し、前記電流電源回路と電圧電源回路の各出力を接続して、前記２つの電源装置により、出力を相互に補完して前記判別部、引外し装置、及び通信インターフェースに電源を供給するものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子式ブレーカにおいて、前記第１の電源装置は、前記整流回路の後段に定電圧電源回路を有し、前記定電圧電源回路と前記降圧回路のそれぞれの出力電圧を略同一にすることにより、２つの電源の出力を足し合せて電源を供給するものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の電子式ブレーカにおいて、前記判別部、引外し部、及び通信インターフェースへの電源供給回路の少なくともいずれか一つには、前記電源供給回路を開閉するスイッチング部を有し、前記判別部は、前記スイッチング部の開閉を制御するものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子式ブレーカにおいて、前記判別部、引外し部、及び通信インターフェースへの電源供給回路の少なくともいずれか一つには、充電回路を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、電源ラインに設けられた変流器から電源を生成する第１の電源装置と、電源ラインの相間電圧から電源を生成する第２の電源装置とを備えているので、通常時は第２の電源装置から電源を引外し装置や判別部等に供給し、電源ラインが短絡して大電流が流れる場合には、第１の電源装置から電源を供給することができ、従って、変流器は小型でよく、電子式ブレーカの小型化、低コスト化が図れる。また、外部からの電源供給が要らず、配線が不要になる。また、電流電源回路と電圧電源回路を接続することにより２つの電源回路が補完して電源を供給するので、異常時にも安定して電源供給を行なうことができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、電流電源回路と電圧電源回路の出力電圧を揃えることにより、２つの電源回路の出力を足し合わせて供給することができ、それぞれの電源出力が無駄にならないので、それぞれの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、スイッチング部の開閉によって電源の供給先を選択することにより消費電力の最大値を下げることができるので、２つの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、充電した電力を判別部や引外し部等の駆動電力に使用することができるので、２つの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。また、回路遮断が行なわれた後にも、充電した電力により、電源ラインの電流と電圧の検出や、外部への通信を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電子式ブレーカについて図面を参照して説明する。図１は、電子式ブレーカの構成を示す。電子式ブレーカ１は、商用電源２に繋がる電源ライン３と、電源ライン３を開閉する接点３１と、各電源ライン３の各々に設けられた変流器（CURRENT TRANSFORMER、以下ＣＴと略記）３２と、ＣＴ３２の出力に基づいて電流を検出する電流検出回路４１（電流検出部）と、電圧を検出する電圧検出回路４２（電圧検出部）と、を備える。電子式ブレーカ１は、さらに電流検出回路４１が検出した電流値と電圧検出回路４２が検出した電圧に基づいて電力量を演算すると共に過電流や短絡等の異常を判別する判別部４３と、判別部４３からの引外し信号に応じて接点３１を引き外す引外し部４４（引外し装置）と、電力量を外部に通信する通信インターフェース４５と、を備えている。また、電子式ブレーカ１は、判別部４３と引外し部４４等に駆動電源を供給する第１の電源装置５と、第２の電源装置６と、両電源装置に接続された定電圧電源回路４６と、を備えている。第１の電源装置５は、ＣＴ３２が検出した電流から電源を出力する電流電源回路５２を有する。第２の電源装置６は、電源ライン３の相間電圧から電源を出力する電圧電源回路６２を有する。
【００１７】
本実施形態に係る電子式ブレーカ１の動作ついて説明する。電流検出回路４１はＣＴ３２によって各電源ライン３の電流を検出し、検出した電流値データを判別部４３へ送信する。電圧検出回路４２は、各電源ライン３の電圧を検出し、検出した電圧データを判別部４３へ送信する。判別部４３は、電流検出回路４１から送信された電流値データと、電圧検出回路４２から送信された電圧値データとに基づいて電力を演算すると共に、過電流や短絡等の異常を判断する。判別部４３は、電力の演算結果を通信インターフェース４５から外部に通信すると共に、過電流や短絡等の異常が発生していると判断した場合には、引外し部４４へ引外し信号を送信する。引外し信号を受信した引外し部４４は、接点３１を引き外す。
【００１８】
このような電子式ブレーカ１の動作において、判別部４３、引外し部４４、及び通信インターフェース４５の駆動電源は通常時には、第２の電源装置６から供給されるが、電源ライン３間で短絡が発生すると相間電圧が小さくなり、第２の電源装置６から電源が供給できない。この場合には、短絡によって電源ライン３に大電流が流れるので、ＣＴ３２が検出した電流から電流電源回路５２によって電源が生成され供給される。
【００１９】
次に、上記第１及び第２の電源装置５、６からの電源の供給について、図２を参照して説明する。図２は本実施形態の電子式ブレーカ１の電源供給路を示す。第１の電源装置５は、ＣＴ３２が検出した電流を整流する整流回路５１を有する電流電源回路５２を備えている。第２の電源装置６は、相間電圧６０を降圧する降圧回路６１を有する電圧電源回路６２を備えている。
【００２０】
第１の電源装置５において、ＣＴ３２によって検出された電流は、整流回路５１によって直流に変換され、電圧に変換される。第２の電源装置６において、相間電圧６０は、整流回路（図示せず）によって直流に変換され、降圧回路６１によって引外し部４４の駆動電圧に降圧される。電流電源回路５２と電圧電源回路６２の各出力は接続され、電圧が高い方の電源回路から電源が供給される。引外し部４４には、両電源回路が接続された状態による電圧で電源が供給される。また、判別部４３と通信インターフェース４５には、定電圧電源回路４６によって駆動電圧に降圧されて電源が供給される。
【００２１】
このように、第１の電源装置５は、電源ライン３が短絡して大電流が流れるときに電源を供給すればよいので、ＣＴ３２は小型でよく、電子式ブレーカ１の小型化、低コスト化が図れる。また、外部からの電源供給が要らず、配線が不要になる。また、電流電源回路５２と電圧電源回路６２を接続することにより２つの電源回路が補完して電源を供給するので、異常時にも安定して電源供給を行なうことができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子式ブレーカについて図３を参照して説明する。図３は同電子式ブレーカの電源供給路を示す。電子式ブレーカ１は、第１の実施形態に係る電子式ブレーカと異なり電流電源回路５２において整流回路５１の後に定電圧電源回路５３を配している。第１の電源装置５において、ＣＴ３２によって検出された電流は、整流回路５１によって直流に変換され電圧に変換された後に、定電圧電源回路５３によって、第２の電源装置６の電圧電源回路６２の出力と同一電圧に揃えられる。このように、電流電源回路５２と電圧電源回路６１の出力電圧を揃えることにより、２つの電源回路の出力を足し合わせて供給することができ、それぞれの電源回路の出力が無駄にならないので、それぞれの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。
【００２３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電子式ブレーカについて図４を参照して説明する。図４は同電子式ブレーカの電源供給路を示す。電子式ブレーカ１は、第１の実施形態に係る電子式ブレーカと異なり、判別部４３、引外し部４４、及び通信インターフェース４５への電源供給回路７に電源供給を開閉するスイッチング部７１乃至７３を備えており、判別部４３がスイッチング部７１乃至７３の開閉を制御する。電子式ブレーカ１は、また、判別部４３、引外し部４４、及び通信インターフェース４５の駆動電力を充電する充電回路８を備えている。充電回路８によって充電された電力は、スイッチング部７１乃至７３を閉じられた装置に供給される。
【００２４】
判別部４３は、通常はスイッチング部７１を閉じ、スイッチング部７２及び７３を開にして判別部４３のみに電源を供給している。そして、判別部４３は、電力量を外部に通信する場合はスイッチング部７３を閉にし、スイッチング部７１を開にして通信インターフェース４５のみに電源を供給し通信を行なう。通信の終了後は、スイッチング部７１及び７３は、元の状態に復帰する。復帰動作は、例えば通信インターフェース４５が、スイッチング部７１、７３に開閉信号を発信して行う。また、過電流や短絡等が発生した場合は、判別部４３は、引外し部４４に設けられて接点の引外しを行うサイリスタ（図示せず）を動作させた後に、スイッチング部７２を閉にし、スイッチング部７１を開にして引外し部４４のみに電源を供給し、接点を引き外す。接点が引き外されると、スイッチング部７１は閉に復帰する。スイッチング部７１の復帰動作は、例えば、接点の引外し動作に機械的に連動して、引外し部４４がスイッチング部７１を閉にすることにより行う。
【００２５】
上記のようにスイッチング部７１乃至７３を開閉制御することにより、消費電力の最大値を小さくすることができる。例えば、引外し部４４の電力容量が０．３Ｗで、通信インターフェース４５の電力容量が０．２Ｗで、判別部４３の電力容量が０．１Ｗの場合に、合計の電力容量は０．６Ｗとなるが、スイッチング部７１乃至７３の開閉により消費電力の最大値を引外し部４４の電力容量の０．３Ｗにすることができる。
【００２６】
このように、スイッチング部７１乃至７３の開閉によって電源の供給先を選択することにより消費電力の最大値を下げることができるので、２つの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。また、充電回路８に充電した電力を判別部４３や引外し部４４等の駆動電力に使用することができるので、２つの電源回路の小型化、低コスト化が図れる。また、接点が引き外された後にも、充電した電力により、電源ラインの電流と電圧の検出や、外部への通信を行なうことができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、充電回路を判別部４３、引外し部４４及び通信インターフェース４５のそれぞれに別個に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子式ブレーカの構成図。
【図２】同電子式ブレーカの電源供給路を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電子式ブレーカの電源供給路を示す図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る電子式ブレーカの電源供給路を示す図。
【図５】従来の電子式ブレーカの構成図。
【符号の説明】
【００２９】
１  電子式ブレーカ
３  電源ライン
３２  ＣＴ（変流器）
４１  電流検出回路（電流検出部）
４２  電圧検出回路（電圧検出部）
４３  判別部
４４  引外し部（引外し装置）
４５  通信インターフェース
４６  定電圧電源回路
５  第１の電源装置
５１  整流回路
５２  電流電源回路
６  第２の電源装置
６１  降圧回路
６２  電圧電源回路
７  電源供給回路
７１、７２、７３  スイッチング部
８  充電回路
【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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