直流配電システム並びに回路遮断器
【課題】直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能な直流配電システム並びに回路遮断器を提供する。
【解決手段】例えば、分岐路Ｌｐ２に接続されている分岐開閉器ＢＲ２（回路遮断器）の設定部７に「００」を設定し、他の分岐路Ｌｐ１に接続されている分岐開閉器ＢＲ１（回路遮断器）の設定部７には「１１」を設定する。こうすれば、直流電力系統の停電時に分岐路Ｌｐ１が遮断されても分岐路Ｌｐ２は遮断されず、分岐路Ｌｐ２に接続されている負荷Ｌのみをバックアップ電源ＢＡから供給される直流電力で動作させることができる。その結果、停電が発生した場合でも必要な分岐路Ｌｐ２には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能となる。
【解決手段】例えば、分岐路Ｌｐ２に接続されている分岐開閉器ＢＲ２（回路遮断器）の設定部７に「００」を設定し、他の分岐路Ｌｐ１に接続されている分岐開閉器ＢＲ１（回路遮断器）の設定部７には「１１」を設定する。こうすれば、直流電力系統の停電時に分岐路Ｌｐ１が遮断されても分岐路Ｌｐ２は遮断されず、分岐路Ｌｐ２に接続されている負荷Ｌのみをバックアップ電源ＢＡから供給される直流電力で動作させることができる。その結果、停電が発生した場合でも必要な分岐路Ｌｐ２には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流配電システム並びに当該直流配電システムに用いられる回路遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流配電システムの回路遮断器として特許文献１に記載されているような直流開閉器が用いられていた。特許文献１に記載されている回路遮断器（直流開閉器）は、基本的な構成が交流配電用の回路遮断器と共通であって、直流電圧が印加される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子を繋ぐ電路に設けられた主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段とを備え、過電流（過負荷電流や短絡電流）が電路に流れた際に引き外し手段が引き外し動作することで自動的に電路を遮断するものである。
【０００３】
また、従来の直流配電システムとして、電力系統（商用電力系統）から供給される交流電力を直流電力に変換してなる直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたとき（例えば、商用電力系統が停電したとき）に直流電力系統の代わりに直流電力を供給するバックアップ電源とを備え、それぞれに上述のような回路遮断器が接続された複数の分岐路が直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続され、直流電力系統からの電力系統が中断した場合にバックアップ電源から直流電力を供給することで分岐路に接続されている負荷を動作させるものがあった。
【特許文献１】特開平１０−１５４４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では直流電力系統からの電力供給が中断されたとき（停電時）に全ての分岐路にバックアップ電源から直流電力が供給されるため、停電時に動作させる必要のない不要な負荷にもバックアップ電源から直流電力が供給されてしまっていた。その結果、停電時に動作させる必要のある負荷にバックアップ電源から供給可能な電力が減少し、停電が長時間に及んだ場合においては必要な負荷を復電まで動作させ続けることができなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能な直流配電システム並びに回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに直流電力を供給するバックアップ電源と、直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続された複数の分岐路にそれぞれ設けられ当該分岐路に過電流が流れたときに分岐路に挿入されている主接点を開放させる引き外し手段を具備した複数の回路遮断器とを有し、複数の回路遮断器の内の少なくとも一つは、分岐路を通して供給される直流電力がバックアップ電源から供給されていると判断したときに引き外し手段により主接点を開放させる制御手段を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに複数の回路遮断器の内で停電時の電力供給が不要な負荷が接続されている分岐路を回路遮断器によって選択的に遮断することができる。その結果、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能になる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、バックアップ電源の出力電圧レベルと直流電力系統の出力電圧レベルとが異なっており、制御手段は、分岐路に印加される電圧レベルの違いによって直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断するために別途伝送線を配線する必要がないからコストダウンと省配線化が図れる。
【００１０】
請求項３の発明は、上記目的を達成するために、直流電力系統並びにバックアップ電源に接続される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子の間の電路に挿入された主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段と、電路を通して負荷に供給される直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断する制御手段と、バックアップ電源から直流電力が供給されているときの動作内容を設定するための設定手段とを備え、制御手段は、バックアップ電源から直流電力が供給されているときに主接点を開放させるように設定手段に設定されているときに引き外し手段を制御して主接点を開放させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに複数の回路遮断器の内で停電時の電力供給が不要な負荷が接続されている分岐路を回路遮断器によって選択的に遮断することができる。その結果、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能になる。しかも、停電時に電力供給を行うか否かを設定手段によって簡単に設定できるので、分岐回路毎（負荷毎）の設定作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能な直流配電システム並びに回路遮断器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の直流配電システムは、図１（ａ）に示すように直流電力系統（図示せず）と、直流電力系統からの電力系統が中断したとき（例えば、商用電力系統が停電したとき）に直流電力を供給するバックアップ電源ＢＡと、直流電力系統及びバックアップ電源ＢＡと並列に接続された複数（図示例では３つ）の分岐路Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３と、各分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に挿入された複数（図示例では３台）の分岐開閉器（回路遮断器）ＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３とを備えている。直流電力系統は、商用電力系統から供給される交流電力を交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）で直流電力に変換することで実現される。また、直流電力系統には主開閉器ＭＢが接続され、主開閉器ＭＢの２次側に複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３が接続されている。尚、主開閉器ＭＢ並びに分岐開閉器ＢＲ１〜ＢＲ３は分電盤ＰＢ内に収納されている。ここで、直流電力系統及びバックアップ電源ＢＡに分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３が並列接続されているというのは、複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３同士が並列に接続されているという意味である。
【００１５】
バックアップ電源ＢＡは二次電池や二次電池を充電する充電器などで構成され、直流電力系統が電力供給を中断していない（非停電時）ときは直流電力系統から給電される直流電力により充電器が二次電池を充電し、直流電力系統が電力供給を中断したとき（停電時）には二次電池を放電することで各分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に直流電力を供給するものである。
【００１６】
３台の分岐開閉器ＢＲ１〜ＢＲ３の内で分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２の２台が本発明に係る回路遮断器からなり、残り１台の分岐開閉器ＢＲ３は本発明に係る回路遮断器ではない一般の回路遮断器からなる。一般の回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ３は、図２に示すように直流電圧が印加される一次側端子１と、負荷に接続される二次側端子２と、一次側端子１と二次側端子２を繋ぐ電路に設けられた主接点３と、主接点３を開閉する開閉機構４と、電路に過電流（過負荷電流や短絡電流）が流れたときに開閉機構４を釈放して主接点３を開放させる引き外し部５と、これらの構成要素を収納した絶縁性の容器（図示せず）とを備えている。
【００１７】
一方、本発明に係る回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２は、図１（ｂ）に示すように一次側端子１と、二次側端子２と、主接点３と、開閉機構４と、引き外し部５と、一次側端子１に印加される電圧レベルを検出する電圧検出部６と、停電時の動作内容を設定するための設定部７と、電圧検出部６で検出する電圧レベルから停電が否かを判断し、停電時には設定部７に設定されている設定内容（動作内容）に従って引き外し部５を制御する制御部８と、これらの構成要素を収納した絶縁性の容器（図示せず）とを備えている。ここで、設定部７に設定する設定内容（動作内容）は、停電時に主接点３を開放するという動作内容と、停電時に主接点３を開放しないという動作内容の２種類であって、設定部７において上記２種類の動作内容の何れかが択一的に設定される。
【００１８】
開閉機構４は容器の外に露出する操作ハンドル（図示せず）の手動操作によって主接点３を開放・投入するとともに、引き外し部５によって釈放されることで自動的に主接点３を開放するものである。引き外し部５は、いわゆる電子式（半導体式）過電流引き外し装置（ＪＩＳ Ｃ ８３７０参照）からなり、電路に流れる過電流を検出して開閉機構４を釈放するだけでなく、制御部８からトリップ信号を受け取ったときにも開閉機構４を釈放するように構成されている。但し、このような開閉機構４並びに引き外し部５は従来周知であるから詳細な構造についての図示並びに説明を省略する。
【００１９】
ここで、バックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２は直流電力系統の電源電圧Ｖ１よりも低く設定されており、制御部８では、電圧検出部６で検出する電圧レベルがＶ１とＶ２の何れに一致するかによって直流電力が直流電力系統とバックアップ電源ＢＡの何れから供給されているのかを判断している。
【００２０】
設定部７は、例えばディップスイッチからなり、停電時に分岐路Ｌｐｎ（ｎ＝１，２）を遮断する場合は「１１」、遮断しない場合は「００」に設定される。
【００２１】
制御部８は、マイクロコンピュータ若しくはロジック回路で構成され、電圧検出部６で検出する電圧レベルに基づいてバックアップ電源ＢＡから直流電力が供給されている、すなわち、停電であると判断した場合に設定部７の設定値（「００」又は「１１」）を確認し、設定値が「００」であれば何もせず、設定値が「１１」であれば引き外し部５に対してトリップ信号を出力して引き外し部５に引き外し動作を行わせて電路を遮断（主接点３を開放）する。
【００２２】
例えば、分岐路Ｌｐ２，Ｌｐ３には停電時にも動作させたい負荷Ｌが接続されており、分岐路Ｌｐ１には停電時に特に動作させる必要のない負荷Ｌが接続されているとした場合、分岐路Ｌｐ２に接続されている分岐開閉器ＢＲ２（回路遮断器）の設定部７に「００」を設定し、他の分岐路Ｌｐ１に接続されている分岐開閉器ＢＲ１（回路遮断器）の設定部７には「１１」を設定する。そして、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ＝ｔ１に直流電力系統からの電力供給が中断した場合、直ちにバックアップ電源ＢＡから直流電力（電源電圧Ｖ２）が供給される（図３（ｂ）参照）。分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２では制御部８が電圧検出部６で検出する電圧レベルから直流電力系統の電力供給が中断（停電）したと判断し、設定部７に「１１」が設定されている分岐開閉器ＢＲ１においては制御部８が引き外し部５を制御して電路を遮断することで分岐路Ｌｐ１の印加電圧はゼロとなるが（図３（ｃ）参照）、設定部７に「００」が設定されている分岐開閉器ＢＲ２においては制御部８が何もしないので電路は遮断されず、分岐路Ｌｐ２にはバックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２が印加される（図３（ｄ）参照）。また、一般の回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ３においても電路は遮断されないから、分岐路Ｌｐ３にもバックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２が印加される（図３（ｅ）参照）。従って、停電時には３つの分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に接続されている負荷Ｌの内で停電時に動作させる必要のある負荷Ｌのみをバックアップ電源ＢＡから供給される直流電力で動作させることができる。
【００２３】
上述のように本実施形態の回路遮断器を分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２に用いる直流配電システムによれば、直流配電システムの複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３のうちで停電時に給電不要となる分岐路Ｌｐ１を選択的に遮断することができ、その結果、停電が発生した場合でも必要な分岐路Ｌｐ２，Ｌｐ３には従来よりも長時間に亘って給電を継続することが可能となる。また、本実施形態では直流電力系統の電源電圧Ｖ１と分散電源ＢＡの電源電圧Ｖ２との電圧レベルの違いを利用することで直流電力系統の停電を判断しているので、例えば、制御部８に対して外部から停電を知らせる信号を伝送するために専用の伝送線を配線する必要がないからコストダウンと省配線化が図れるという利点がある。しかも、分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２では設定部７において容易に動作内容が設定できるから、例えば、分岐路Ｌｐ１に接続されている負荷Ｌを停電時にも動作させる必要のある負荷Ｌに変更したり、分岐路Ｌｐ２に接続されている負荷Ｌを停電時に動作させる必要のない負荷Ｌに変更する場合においても各分岐路Ｌｐ１，Ｌｐ２の分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２の動作内容を簡単に変更することができる。
【００２４】
ところで、本実施形態の回路遮断器を用いた直流配電システムの別のシステム構成例を図４に示す。当該システムは、戸建て住宅や集合住宅などの種々の住宅Ｈに適用されるものである。この住宅Ｈには、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。そして、直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間に、本実施形態の回路遮断器（以下では「直流ブレーカ」と呼ぶ。）１１４が設けられる。
【００２５】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２６】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２７】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２８】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて５個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２９】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で住宅Ｈに先行配置（住宅Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００３０】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、住宅Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、住宅Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００３１】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００３２】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００３３】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００３４】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００３５】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３６】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３７】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３８】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３９】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００４０】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００４１】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００４２】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００４３】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源（商用電力系統）ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ（主開閉器）１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００４４】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えてバックアップ電源たる二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源（直流電力系統）に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００４５】
二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００４６】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４７】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４８】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４９】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００５０】
この場合、住宅Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００５１】
而して本システム構成においては、協調制御部１１３にて交流電源ＡＣの停電を検出すると通信機能を使って各直流ブレーカ１１４にトリガ信号を送信し、当該トリガ信号を受信した直流ブレーカ１１４において、制御部８が設定部７の設定値を確認し、設定値が「００」であれば何もせず、設定値が「１１」であれば引き外し部５に対してトリップ信号を出力して引き外し部５に引き外し動作を行わせて電路を遮断するのである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は本発明に係る直流配電システムの実施形態を示すシステム構成図であり、（ｂ）は本発明に係る回路遮断器を示すブロック図である。
【図２】同上における一般の回路遮断器を示すブロック図である。
【図３】同上の停電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】同上を用いる他の直流配電システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＭＢ 主開閉器
ＢＲ１〜ＢＲ３ 分岐開閉器（回路遮断器）
ＢＡ バックアップ電源
Ｌｐ１〜Ｌｐ３ 分岐路
Ｌ 負荷
１ 一次側端子
２ 二次側端子
３ 主接点
４ 開閉機構
５ 引き外し部（引き外し手段）
６ 電圧検出部
７ 設定部（設定手段）
８ 制御部（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流配電システム並びに当該直流配電システムに用いられる回路遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流配電システムの回路遮断器として特許文献１に記載されているような直流開閉器が用いられていた。特許文献１に記載されている回路遮断器（直流開閉器）は、基本的な構成が交流配電用の回路遮断器と共通であって、直流電圧が印加される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子を繋ぐ電路に設けられた主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段とを備え、過電流（過負荷電流や短絡電流）が電路に流れた際に引き外し手段が引き外し動作することで自動的に電路を遮断するものである。
【０００３】
また、従来の直流配電システムとして、電力系統（商用電力系統）から供給される交流電力を直流電力に変換してなる直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたとき（例えば、商用電力系統が停電したとき）に直流電力系統の代わりに直流電力を供給するバックアップ電源とを備え、それぞれに上述のような回路遮断器が接続された複数の分岐路が直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続され、直流電力系統からの電力系統が中断した場合にバックアップ電源から直流電力を供給することで分岐路に接続されている負荷を動作させるものがあった。
【特許文献１】特開平１０−１５４４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では直流電力系統からの電力供給が中断されたとき（停電時）に全ての分岐路にバックアップ電源から直流電力が供給されるため、停電時に動作させる必要のない不要な負荷にもバックアップ電源から直流電力が供給されてしまっていた。その結果、停電時に動作させる必要のある負荷にバックアップ電源から供給可能な電力が減少し、停電が長時間に及んだ場合においては必要な負荷を復電まで動作させ続けることができなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能な直流配電システム並びに回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに直流電力を供給するバックアップ電源と、直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続された複数の分岐路にそれぞれ設けられ当該分岐路に過電流が流れたときに分岐路に挿入されている主接点を開放させる引き外し手段を具備した複数の回路遮断器とを有し、複数の回路遮断器の内の少なくとも一つは、分岐路を通して供給される直流電力がバックアップ電源から供給されていると判断したときに引き外し手段により主接点を開放させる制御手段を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに複数の回路遮断器の内で停電時の電力供給が不要な負荷が接続されている分岐路を回路遮断器によって選択的に遮断することができる。その結果、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能になる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、バックアップ電源の出力電圧レベルと直流電力系統の出力電圧レベルとが異なっており、制御手段は、分岐路に印加される電圧レベルの違いによって直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断するために別途伝送線を配線する必要がないからコストダウンと省配線化が図れる。
【００１０】
請求項３の発明は、上記目的を達成するために、直流電力系統並びにバックアップ電源に接続される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子の間の電路に挿入された主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段と、電路を通して負荷に供給される直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断する制御手段と、バックアップ電源から直流電力が供給されているときの動作内容を設定するための設定手段とを備え、制御手段は、バックアップ電源から直流電力が供給されているときに主接点を開放させるように設定手段に設定されているときに引き外し手段を制御して主接点を開放させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに複数の回路遮断器の内で停電時の電力供給が不要な負荷が接続されている分岐路を回路遮断器によって選択的に遮断することができる。その結果、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能になる。しかも、停電時に電力供給を行うか否かを設定手段によって簡単に設定できるので、分岐回路毎（負荷毎）の設定作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直流電力系統からの電力供給が中断した場合でも必要な分岐路には従来よりも長時間に亘って電力供給を継続することが可能な直流配電システム並びに回路遮断器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の直流配電システムは、図１（ａ）に示すように直流電力系統（図示せず）と、直流電力系統からの電力系統が中断したとき（例えば、商用電力系統が停電したとき）に直流電力を供給するバックアップ電源ＢＡと、直流電力系統及びバックアップ電源ＢＡと並列に接続された複数（図示例では３つ）の分岐路Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３と、各分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に挿入された複数（図示例では３台）の分岐開閉器（回路遮断器）ＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３とを備えている。直流電力系統は、商用電力系統から供給される交流電力を交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）で直流電力に変換することで実現される。また、直流電力系統には主開閉器ＭＢが接続され、主開閉器ＭＢの２次側に複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３が接続されている。尚、主開閉器ＭＢ並びに分岐開閉器ＢＲ１〜ＢＲ３は分電盤ＰＢ内に収納されている。ここで、直流電力系統及びバックアップ電源ＢＡに分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３が並列接続されているというのは、複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３同士が並列に接続されているという意味である。
【００１５】
バックアップ電源ＢＡは二次電池や二次電池を充電する充電器などで構成され、直流電力系統が電力供給を中断していない（非停電時）ときは直流電力系統から給電される直流電力により充電器が二次電池を充電し、直流電力系統が電力供給を中断したとき（停電時）には二次電池を放電することで各分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に直流電力を供給するものである。
【００１６】
３台の分岐開閉器ＢＲ１〜ＢＲ３の内で分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２の２台が本発明に係る回路遮断器からなり、残り１台の分岐開閉器ＢＲ３は本発明に係る回路遮断器ではない一般の回路遮断器からなる。一般の回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ３は、図２に示すように直流電圧が印加される一次側端子１と、負荷に接続される二次側端子２と、一次側端子１と二次側端子２を繋ぐ電路に設けられた主接点３と、主接点３を開閉する開閉機構４と、電路に過電流（過負荷電流や短絡電流）が流れたときに開閉機構４を釈放して主接点３を開放させる引き外し部５と、これらの構成要素を収納した絶縁性の容器（図示せず）とを備えている。
【００１７】
一方、本発明に係る回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２は、図１（ｂ）に示すように一次側端子１と、二次側端子２と、主接点３と、開閉機構４と、引き外し部５と、一次側端子１に印加される電圧レベルを検出する電圧検出部６と、停電時の動作内容を設定するための設定部７と、電圧検出部６で検出する電圧レベルから停電が否かを判断し、停電時には設定部７に設定されている設定内容（動作内容）に従って引き外し部５を制御する制御部８と、これらの構成要素を収納した絶縁性の容器（図示せず）とを備えている。ここで、設定部７に設定する設定内容（動作内容）は、停電時に主接点３を開放するという動作内容と、停電時に主接点３を開放しないという動作内容の２種類であって、設定部７において上記２種類の動作内容の何れかが択一的に設定される。
【００１８】
開閉機構４は容器の外に露出する操作ハンドル（図示せず）の手動操作によって主接点３を開放・投入するとともに、引き外し部５によって釈放されることで自動的に主接点３を開放するものである。引き外し部５は、いわゆる電子式（半導体式）過電流引き外し装置（ＪＩＳ Ｃ ８３７０参照）からなり、電路に流れる過電流を検出して開閉機構４を釈放するだけでなく、制御部８からトリップ信号を受け取ったときにも開閉機構４を釈放するように構成されている。但し、このような開閉機構４並びに引き外し部５は従来周知であるから詳細な構造についての図示並びに説明を省略する。
【００１９】
ここで、バックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２は直流電力系統の電源電圧Ｖ１よりも低く設定されており、制御部８では、電圧検出部６で検出する電圧レベルがＶ１とＶ２の何れに一致するかによって直流電力が直流電力系統とバックアップ電源ＢＡの何れから供給されているのかを判断している。
【００２０】
設定部７は、例えばディップスイッチからなり、停電時に分岐路Ｌｐｎ（ｎ＝１，２）を遮断する場合は「１１」、遮断しない場合は「００」に設定される。
【００２１】
制御部８は、マイクロコンピュータ若しくはロジック回路で構成され、電圧検出部６で検出する電圧レベルに基づいてバックアップ電源ＢＡから直流電力が供給されている、すなわち、停電であると判断した場合に設定部７の設定値（「００」又は「１１」）を確認し、設定値が「００」であれば何もせず、設定値が「１１」であれば引き外し部５に対してトリップ信号を出力して引き外し部５に引き外し動作を行わせて電路を遮断（主接点３を開放）する。
【００２２】
例えば、分岐路Ｌｐ２，Ｌｐ３には停電時にも動作させたい負荷Ｌが接続されており、分岐路Ｌｐ１には停電時に特に動作させる必要のない負荷Ｌが接続されているとした場合、分岐路Ｌｐ２に接続されている分岐開閉器ＢＲ２（回路遮断器）の設定部７に「００」を設定し、他の分岐路Ｌｐ１に接続されている分岐開閉器ＢＲ１（回路遮断器）の設定部７には「１１」を設定する。そして、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ＝ｔ１に直流電力系統からの電力供給が中断した場合、直ちにバックアップ電源ＢＡから直流電力（電源電圧Ｖ２）が供給される（図３（ｂ）参照）。分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２では制御部８が電圧検出部６で検出する電圧レベルから直流電力系統の電力供給が中断（停電）したと判断し、設定部７に「１１」が設定されている分岐開閉器ＢＲ１においては制御部８が引き外し部５を制御して電路を遮断することで分岐路Ｌｐ１の印加電圧はゼロとなるが（図３（ｃ）参照）、設定部７に「００」が設定されている分岐開閉器ＢＲ２においては制御部８が何もしないので電路は遮断されず、分岐路Ｌｐ２にはバックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２が印加される（図３（ｄ）参照）。また、一般の回路遮断器からなる分岐開閉器ＢＲ３においても電路は遮断されないから、分岐路Ｌｐ３にもバックアップ電源ＢＡの電源電圧Ｖ２が印加される（図３（ｅ）参照）。従って、停電時には３つの分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３に接続されている負荷Ｌの内で停電時に動作させる必要のある負荷Ｌのみをバックアップ電源ＢＡから供給される直流電力で動作させることができる。
【００２３】
上述のように本実施形態の回路遮断器を分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２に用いる直流配電システムによれば、直流配電システムの複数の分岐路Ｌｐ１〜Ｌｐ３のうちで停電時に給電不要となる分岐路Ｌｐ１を選択的に遮断することができ、その結果、停電が発生した場合でも必要な分岐路Ｌｐ２，Ｌｐ３には従来よりも長時間に亘って給電を継続することが可能となる。また、本実施形態では直流電力系統の電源電圧Ｖ１と分散電源ＢＡの電源電圧Ｖ２との電圧レベルの違いを利用することで直流電力系統の停電を判断しているので、例えば、制御部８に対して外部から停電を知らせる信号を伝送するために専用の伝送線を配線する必要がないからコストダウンと省配線化が図れるという利点がある。しかも、分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２では設定部７において容易に動作内容が設定できるから、例えば、分岐路Ｌｐ１に接続されている負荷Ｌを停電時にも動作させる必要のある負荷Ｌに変更したり、分岐路Ｌｐ２に接続されている負荷Ｌを停電時に動作させる必要のない負荷Ｌに変更する場合においても各分岐路Ｌｐ１，Ｌｐ２の分岐開閉器ＢＲ１，ＢＲ２の動作内容を簡単に変更することができる。
【００２４】
ところで、本実施形態の回路遮断器を用いた直流配電システムの別のシステム構成例を図４に示す。当該システムは、戸建て住宅や集合住宅などの種々の住宅Ｈに適用されるものである。この住宅Ｈには、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。そして、直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間に、本実施形態の回路遮断器（以下では「直流ブレーカ」と呼ぶ。）１１４が設けられる。
【００２５】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２６】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２７】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２８】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて５個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２９】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で住宅Ｈに先行配置（住宅Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００３０】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、住宅Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、住宅Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００３１】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００３２】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００３３】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００３４】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００３５】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３６】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３７】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３８】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３９】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００４０】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００４１】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００４２】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００４３】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源（商用電力系統）ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ（主開閉器）１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００４４】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えてバックアップ電源たる二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源（直流電力系統）に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００４５】
二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００４６】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４７】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４８】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４９】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００５０】
この場合、住宅Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００５１】
而して本システム構成においては、協調制御部１１３にて交流電源ＡＣの停電を検出すると通信機能を使って各直流ブレーカ１１４にトリガ信号を送信し、当該トリガ信号を受信した直流ブレーカ１１４において、制御部８が設定部７の設定値を確認し、設定値が「００」であれば何もせず、設定値が「１１」であれば引き外し部５に対してトリップ信号を出力して引き外し部５に引き外し動作を行わせて電路を遮断するのである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は本発明に係る直流配電システムの実施形態を示すシステム構成図であり、（ｂ）は本発明に係る回路遮断器を示すブロック図である。
【図２】同上における一般の回路遮断器を示すブロック図である。
【図３】同上の停電時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】同上を用いる他の直流配電システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＭＢ 主開閉器
ＢＲ１〜ＢＲ３ 分岐開閉器（回路遮断器）
ＢＡ バックアップ電源
Ｌｐ１〜Ｌｐ３ 分岐路
Ｌ 負荷
１ 一次側端子
２ 二次側端子
３ 主接点
４ 開閉機構
５ 引き外し部（引き外し手段）
６ 電圧検出部
７ 設定部（設定手段）
８ 制御部（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに直流電力を供給するバックアップ電源と、直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続された複数の分岐路にそれぞれ設けられ当該分岐路に過電流が流れたときに分岐路に挿入されている主接点を開放させる引き外し手段を具備した複数の回路遮断器とを有し、
複数の回路遮断器の内の少なくとも一つは、分岐路を通して供給される直流電力がバックアップ電源から供給されていると判断したときに引き外し手段により主接点を開放させる制御手段を具備することを特徴とする直流配電システム。
【請求項２】
バックアップ電源の出力電圧レベルと直流電力系統の出力電圧レベルとが異なっており、
制御手段は、分岐路に印加される電圧レベルの違いによって直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の直流配電システム。
【請求項３】
直流電力系統並びにバックアップ電源に接続される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子の間の電路に挿入された主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段と、電路を通して負荷に供給される直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断する制御手段と、バックアップ電源から直流電力が供給されているときの動作内容を設定するための設定手段とを備え、
制御手段は、バックアップ電源から直流電力が供給されているときに主接点を開放させるように設定手段に設定されているときに引き外し手段を制御して主接点を開放させることを特徴とする回路遮断器。
【請求項１】
直流電力系統と、直流電力系統からの電力供給が中断されたときに直流電力を供給するバックアップ電源と、直流電力系統並びにバックアップ電源に並列接続された複数の分岐路にそれぞれ設けられ当該分岐路に過電流が流れたときに分岐路に挿入されている主接点を開放させる引き外し手段を具備した複数の回路遮断器とを有し、
複数の回路遮断器の内の少なくとも一つは、分岐路を通して供給される直流電力がバックアップ電源から供給されていると判断したときに引き外し手段により主接点を開放させる制御手段を具備することを特徴とする直流配電システム。
【請求項２】
バックアップ電源の出力電圧レベルと直流電力系統の出力電圧レベルとが異なっており、
制御手段は、分岐路に印加される電圧レベルの違いによって直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の直流配電システム。
【請求項３】
直流電力系統並びにバックアップ電源に接続される一次側端子と、負荷に接続される二次側端子と、一次側端子と二次側端子の間の電路に挿入された主接点と、主接点を開閉する開閉機構と、電路に過電流が流れたときに開閉機構を釈放して主接点を開放させる引き外し手段と、電路を通して負荷に供給される直流電力がバックアップ電源から供給されているか否かを判断する制御手段と、バックアップ電源から直流電力が供給されているときの動作内容を設定するための設定手段とを備え、
制御手段は、バックアップ電源から直流電力が供給されているときに主接点を開放させるように設定手段に設定されているときに引き外し手段を制御して主接点を開放させることを特徴とする回路遮断器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５３３４０（Ｐ２００９−１５３３４０Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０９１２（Ｐ２００７−３３０９１２）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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