JP2018007465A - 感震遮断装置及び住宅用分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 感震遮断装置１台で主幹ブレーカの遅延遮断と一部の分岐ブレーカの即時遮断に加えて、家屋に倒壊が発生したら電路を遮断する感震遮断装置及び住宅用分電盤を提供する。【解決手段】 地震を感知して揺れに応じた信号を出力する感震センサ１１と、感震センサ１１の出力信号を基に、揺れが所定震度以上であったら地震発生と判断する感震遮断装置制御部１３と、家屋の倒壊を検知するための傾斜センサ１２と、地震発生の判断を受けて電路Ａ上に設けられた分岐ＥＬＢ４を即時に遮断動作させるための遮断信号を出力する部分遮断出力部１４と、主幹ＥＬＢ２を遅延遮断させる一括遮断出力部 １５とを有し、感震遮断装置制御部１３は地震発生と判断したら遮断対象電路Ａの停電及びその後の復電を監視し、傾斜センサ１２が家屋の倒壊を検知、或いは復電を検知したら電路Ａ上に設けられた主幹ＥＬＢ２を遮断動作させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、所定震度以上の地震が発生したらブレーカを遮断動作させるための遮断信号を出力する感震遮断装置、及びこの感震遮断装置を組み込んだ住宅用分電盤に関する。

従来より感震遮断機能を備えた分電盤がある。例えば、特許文献１では、主幹漏電ブレーカの電路にコントロールユニット（感震遮断装置）を接続して、感震遮断装置に内蔵されている感震センサが地震を感知したら、その後停電発生のタイミング或いは復電のタイミング等所定のタイミングで主幹漏電ブレーカの接続電路に擬似漏電電流を発生させて一括遮断動作させた。

特開平９−２１５１７８号公報

上記従来の分電盤では、感震遮断装置を主幹漏電ブレーカに接続することで、主幹漏電ブレーカに感震遮断機能を組み込むこと無く二次側に接続されている全ての負荷の電源を遮断した。そして、地震の発生を受けて即時に遮断するのではなく、復電時等の地震発生後所定のタイミングで遮断動作させることで居住者はスムーズな避難を可能とした。
しかしながら、電気機器の中には例えば電気ストーブのような地震発生を受けて即時に電源を遮断するのが望ましいものがあり、そのためには別途感震遮断装置を必要とした。更に、地震により家が倒壊したら、所定のタイミングを待つまでもなく電路全体を遮断するのが望ましい。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、感震遮断装置１台で主幹ブレーカによる一括遮断と一部の分岐ブレーカによる部分遮断に加えて、家屋に倒壊が発生したら電路を遮断する感震遮断装置及び住宅用分電盤を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る感震遮断装置は、地震を感知して揺れに応じた信号を出力する感震センサと、感震センサの出力信号を基に、揺れが所定震度以上であったら地震発生と判断する地震判定部と、家屋の倒壊を検知するための傾斜センサと、地震発生の判断を受けて、分岐電路上に設けられた所定の分岐ブレーカを即時に遮断動作させるための遮断信号を出力する部分遮断出力部と、地震発生の判断を受けて、分岐電路を含む遮断対象電路の停電及びその後の復電を監視する停電／復電監視部と、停電／復電監視部が復電を検知したら、或いは傾斜センサが家屋の倒壊を検知したら、遮断対象電路上に設けられた主幹ブレーカを遮断動作させるための遮断信号を出力する一括遮断出力部とを有することを特徴とする。
この構成によれば、所定の震度以上の地震が発生したら、即時に分岐ブレーカを遮断動作させる信号と、その後の停電を経て復電した場合に主幹ブレーカを遮断させる信号が出力されるため、火災が発生しやすい電気機器は即時に電源を遮断できるし、避難のために必要な照明等は地震発生後でも点灯を維持でき、スムーズな避難が可能である。また、復電時や家屋が倒壊時には電路全体を遮断するため、火災の発生を防ぐことができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、部分遮断出力部が出力する遮断信号が、分岐電路に発生させる擬似漏電電流であり、遮断対象の分岐ブレーカが分岐漏電ブレーカであることを特徴とする。
この構成によれば、擬似漏電を発生させれば分岐ブレーカが遮断動作するため、遮断信号を受けて遮断動作するブレーカを新たに設ける必要がない。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、一括遮断出力部が出力する遮断信号が、遮断対象電路に発生させる擬似漏電電流であり、遮断対象の主幹ブレーカが主幹漏電ブレーカであることを特徴とする。
この構成によれば、擬似漏電を発生させれば主幹ブレーカが遮断動作するため、遮断信号を受けて遮断動作するブレーカを新たに設ける必要がない。

請求項４の発明に係る住宅用分電盤は、電路の引き込み線が接続された主幹ブレーカと、主幹ブレーカの二次側電路に接続されて、電路の分岐電路を開閉するための複数の分岐ブレーカと、請求項１乃至３の何れかに記載の感震遮断装置とを備え、感震遮断装置の一括遮断出力部が主幹ブレーカを遮断動作させるよう接続されると共に、感震遮断装置の部分遮断出力部が少なくとも１つの分岐ブレーカを遮断動作させるよう接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、所定の震度以上の地震が発生したら、特定の分岐ブレーカが遮断動作するし、その後の停電を経て復電した場合或いは家屋が倒壊した場合には主幹ブレーカが遮断動作する。よって、火災が発生しやすい電気機器は即時に電源を遮断できるし、避難のために必要な照明等は地震発生後でも点灯を維持でき、スムーズな避難が可能である。また、復電時や家屋が倒壊時には電路全体を遮断するため、火災の発生を防ぐことができる。

本発明によれば、所定の震度以上の地震が発生したら、特定の分岐ブレーカが遮断動作するし、その後の停電を経て復電した場合或いは家屋が倒壊した場合には主幹ブレーカが遮断動作する。よって、火災が発生しやすい電気機器は即時に電源を遮断できるし、避難のために必要な照明等は地震発生後でも点灯を維持でき、スムーズな避難が可能である。また、復電時や家屋が倒壊時には電路全体を遮断するため、火災に発生を防ぐことができる。

本発明に係る感震遮断装置の一例を示す回路ブロック図である。 図１の感震遮断装置を組み込んだ住宅用分電盤の構成図である。 感震遮断装置の動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る感震遮断装置の一例を示す回路ブロック図を示している。図１に示すように感震遮断装置１は、地震を感知して揺れに応じた信号を出力する感震センサ１１、設置部位の傾斜即ち家屋の倒壊を検知する傾斜センサ１２、感震センサ１１の出力信号を基に地震発生を判断すると共に感震遮断装置１を制御する感震遮断装置制御部１３、地震発生の判断を受けて遮断信号を出力する部分遮断出力部１４、電路の復電を受けて遮断信号を出力する一括遮断出力部１５、地震発生の判断を受けて警報音を発報する警報出力部１６、電路に接続されて感震遮断装置１の各回路に電源を供給する電源部１７等を具備している。

感震遮断装置制御部１３は、感震センサ１１の出力信号を基に、揺れが予め設定された特定の震度以上であるか判断し、特定の震度以上であれば地震発生信号を出力する。このときの地震発生の判断基準となる震度（閾値）は予め設定され、震度４、５弱、５強、６弱等で設定される。例えば震度５弱に設定されていたら、震度５弱或いはそれ以上の震度と判定したら地震発生信号を出力する。
また、感震遮断装置制御部１３は、電源部１７の電圧情報から電路の停電／復電を監視し、停電を検知したら、停電発生を図示しない記憶部に記憶する。この停電発生の情報は、例えば不揮発性メモリに記憶されて保持される。また復電したら記憶部の情報を基に復電したと判断し、後述する所定の制御を開始する。

尚、感震センサ１１及び傾斜センサ１２は、双方とも加速度センサを用いて揺れや傾きの程度を検知するため、両者は一体としても良い。

図２はこの感震遮断装置１を組み込んだ住宅用分電盤（以下、単に「分電盤」とする）１０の構成図を示している。図２に示すように、分電盤１０は、２本の電圧相Ｌ１，Ｌ２と中性相Ｎの３本から成る単相３線式電路（電路）Ａから複数の分岐電路Ｂ１，Ｂ２を形成している。そして、２は漏電遮断機能を備えた主幹漏電ブレーカ（主幹ＥＬＢ）、３，４は分岐ブレーカである。
但し、分岐ブレーカ３，４のうち、３は漏電遮断機能を持たない分岐ブレーカ、４は漏電遮断機能を備えて３端子を備えた分岐漏電ブレーカ（分岐ＥＬＢ）である。分岐ＥＬＢ４は感震遮断装置１の遮断信号を受けて遮断動作する分岐ブレーカであり、電源側３端子は、単相３線から成る電路Ａ２の全てに接続され、負荷側３端子は２端子が分岐電路Ｂ２に接続され、残りの１端子は接続線Ｔ３により感震遮断装置１に接続される。

主幹ＥＬＢ２の一次側には電路Ａの引き込み線（一次側電路Ａ１）が接続され、二次側の電路Ａ（二次側電路Ａ２）に分岐ブレーカ３或いは分岐ＥＬＢ４が接続されている。
そして、感震遮断装置１が主幹ＥＬＢ２に並列に、また分岐ＥＬＢ４対しても並列に接続され、特定の震度以上の地震が発生したら、主幹ＥＬＢ２を挟んだ電路Ａに擬似漏電を発生させて主幹ＥＬＢ２を遮断動作させ、また分岐電路Ｂ２に擬似漏電を発生させて分岐ＥＬＢ４を遮断動作させるよう構成されている。

ここで、部分遮断出力部１４、及び一括遮断出力部１５の出力を説明する。部分遮断出力部１４は、分岐電路Ｂ２に擬似漏電を発生させる出力部であり、一括遮断出力部１５は電路Ａに擬似漏電を発生させるための出力部である。
部分遮断出力部１４は、接続線Ｔ３を介して分岐ＥＬＢ４の二次側端子の２つの電圧相Ｌ１，Ｌ２のうちの１つの電圧相Ｌ１に接続されている。一方で感震遮断装置１は、二次側電路Ａ２の中性相Ｎに接続線Ｔ２により接続されており、この接続線Ｔ２と、接続線Ｔ３との間で分岐ＥＬＢ４を介さないバイパス電路、即ち擬似漏電電流を流すための電路を形成し、部分遮断出力部１４が遮断信号を出力すると接続線Ｔ３に擬似漏電電流が流れる。

また一括遮断出力部１５は、接続線Ｔ１を介して引き込み線Ａ１の電圧線Ｌ２に接続されている。そして、この接続線Ｔ１と二次側電路Ａ２の中性線Ｎに接続されている接続線Ｔ２との間で、主幹ＥＬＢ２を介さないバイパス電路、即ち擬似漏電電流を流すための電路を形成し、一括遮断出力部１５が遮断信号を出力すると接続線Ｔ１に擬似漏電電流が流れる。

尚、感震遮断装置１の電源部１７は主幹ＥＬＢ２の二次側電路Ａ２から給電しており、接続されている２本の電源線のうち、中性線Ｎに接続された電源線が接続線Ｔ２（図１に示す）を兼ねている。

上記の如く構成された分電盤１０は地震発生を受けて以下の様に動作する。図３は感震遮断装置１の動作の流れを示し、図３を参照して説明する。
感震遮断装置制御部１３は、まず家屋の傾斜を常時監視しており、傾斜センサ１２が所定の傾斜を検知したら家屋の倒壊発生と判断（Ｓ１でＹＥＳ）して、一括遮断出力部１５から遮断信号を出力させる。即ち、接続線Ｔ１と接続線Ｔ２を介して電流路を形成して電路Ａに擬似漏電を発生させる。こうして主幹ＥＬＢ２を遮断動作（Ｓ７）させる。

家屋の倒壊を検知しなければ（Ｓ１でＮＯ）、感震センサ１１が出力する信号を監視して揺れの大きさを予め設定された閾値と比較して判定する。閾値は上述したように震度で設定され、例えば震度５弱に設定されていると、揺れが震度５弱或いはそれ以上であると判定したら（Ｓ２でＹＥＳ）、部分遮断出力部１４から遮断信号を出力させる。即ち、接続線Ｔ３と接続線Ｔ２からなる電路に電流を流して擬似漏電を発生させて分岐ＥＬＢ４を遮断動作させる。合わせて、警報出力部１６を発報動作させて、地震の発生を受けて一部の分岐電路を遮断したことを通知する（Ｓ３）。

その後、停電が発生せず（Ｓ４でＮＯ）、地震により傾斜センサ１２が所定の傾斜を検知したら家屋の倒壊発生と判断（Ｓ６でＹＥＳ）して、一括遮断出力部１５から遮断信号を出力させる。即ち、接続線Ｔ１と接続線Ｔ２を介して電流路を形成して電路Ａに擬似漏電を発生させる。こうして主幹ＥＬＢ２を遮断動作（Ｓ７）させる。

一方、分岐ＥＬＢ４を即時遮断した後、停電が発生したら（Ｓ４でＹＥＳ）、その情報を記憶して復電を待つ。その後、電力が回復したら記憶している停電の情報から復電と判断し（Ｓ５でＹＥＳ）、一括遮断出力部１５から遮断信号を出力して、家屋が倒壊した場合と同様に主幹ＥＬＢ２を遮断動作させる（Ｓ７）。

このように、所定の震度以上の地震が発生したら、特定の分岐ブレーカである分岐ＥＬＢ４が遮断動作するし、その後の停電を経て復電した場合、或いは家屋が倒壊した場合には主幹ＥＬＢ２が遮断動作する。よって、火災が発生しやすい電気機器は即時に電源を遮断できるし、避難のために必要な照明等は地震発生後でも点灯を維持でき、スムーズな避難が可能となる。更に、復電時や家屋が倒壊時には電路全体を遮断するため、火災の発生を防ぐことができる。
また、漏電ブレーカ（ＥＬＢ）に漏電を検知させて遮断動作させるため、別途遮断信号を受けて遮断動作するブレーカを新たに設ける必要がない。

尚、上記実施形態は、単相３線式電路の遮断に関して説明したが、単相２線式電路、或いは三相３線式電路に対しても、上記感震遮断装置は適用できるものである。
また、擬似漏電を発生させることで漏電ブレーカを遮断動作させているが、漏電遮断機能を利用せず、遮断信号を受けて遮断動作する専用のブレーカを設置して操作しても良い。

１・・感震遮断装置、２・・主幹漏電ブレーカ、３・・分岐ブレーカ、４・・分岐ＥＬＢ（分岐ブレーカ）、１０・・住宅用分電盤、１１・・感震センサ、１２・・傾斜センサ、１３・・感震遮断装置制御部（地震判定部、停電／復電監視部）、１４・・部分遮断出力部、１５・・一括遮断出力部、１６・・警報出力部、１７・・電源部。

Claims (4)

1. 地震を感知して揺れに応じた信号を出力する感震センサと、
   前記感震センサの出力信号を基に、揺れが所定震度以上であったら地震発生と判断する地震判定部と、
   家屋の倒壊を検知するための傾斜センサと、
   前記地震発生の判断を受けて、分岐電路上に設けられた所定の分岐ブレーカを即時に遮断動作させるための遮断信号を出力する部分遮断出力部と、
   前記地震発生の判断を受けて、前記分岐電路を含む遮断対象電路の停電及びその後の復電を監視する停電／復電監視部と、
   前記停電／復電監視部が復電を検知したら、或いは前記傾斜センサが家屋の倒壊を検知したら、前記遮断対象電路上に設けられた主幹ブレーカを遮断動作させるための遮断信号を出力する一括遮断出力部とを有することを特徴とする感震遮断装置。
2. 前記部分遮断出力部が出力する遮断信号が、前記分岐電路に発生させる擬似漏電電流であり、遮断対象の前記分岐ブレーカが分岐漏電ブレーカであることを特徴とする請求項１記載の感震遮断装置。
3. 前記一括遮断出力部が出力する遮断信号が、前記遮断対象電路に発生させる擬似漏電電流であり、遮断対象の前記主幹ブレーカが主幹漏電ブレーカであることを特徴とする請求項１又は２記載の感震遮断装置。
4. 電路の引き込み線が接続された主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの二次側電路に接続されて、前記電路の分岐電路を開閉するための複数の分岐ブレーカと、前記請求項１乃至３の何れかに記載の感震遮断装置とを備え、
   前記感震遮断装置の一括遮断出力部が前記主幹ブレーカを遮断動作させるよう接続されると共に、前記感震遮断装置の部分遮断出力部が少なくとも１つの前記分岐ブレーカを遮断動作させるよう接続されていることを特徴とする住宅用分電盤。

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