電力供給補助装置
【課題】電源交換作業にミスがあった場合にも電力供給を継続可能にして、不用意に負荷装置が停止してしまうことを回避することができる電力供給補助装置を提供すること。
【解決手段】負荷装置２００に電源ＭＣＣＢ１２０を介して電力供給する新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換時の電力供給を補助する電力供給補助装置１０であって、電源ＭＣＣＢの上流側と下流側の電圧を測定するデジタル電圧計２３と、電源からの電力供給を可能にする電源ＭＣＣＢのバイパス経路を導通または遮断する電子ＳＷ２１と、デジタル電圧計の測定電圧に基づいて電子ＳＷのＯＮ／ＯＦＦを制御するＭＰＵ２７と、を備える。
【解決手段】負荷装置２００に電源ＭＣＣＢ１２０を介して電力供給する新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換時の電力供給を補助する電力供給補助装置１０であって、電源ＭＣＣＢの上流側と下流側の電圧を測定するデジタル電圧計２３と、電源からの電力供給を可能にする電源ＭＣＣＢのバイパス経路を導通または遮断する電子ＳＷ２１と、デジタル電圧計の測定電圧に基づいて電子ＳＷのＯＮ／ＯＦＦを制御するＭＰＵ２７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給補助装置に関し、詳しくは、停電等のない電源の交換作業を確実に行い得るようにするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流または交流の電力供給を受けて稼働する負荷装置には、常時稼働させているものがあり、このような負荷装置は、電圧降下により適正動作しなくなる場合もあることから、無停電電源装置を利用することが行われている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
この種の無停電電源装置は、商用電力を電圧変換して利用する場合には、個別に準備する必要があり、その電源装置は、定期的に交換等して信頼性の高い電力供給を確保する必要がある。特に、商用電力は交流であることから、直流電源で稼働する負荷装置の場合には、商用電力を直流に変換する直流電源装置が設置されており、その直流電源装置も定期的に無停電に交換する必要がある場合がある。
【０００４】
このような直流電源装置は、負荷装置と直流電源との間に遮断器（開閉器）が介在されており、無停電交換作業を行う際には、負荷装置に対して直流電源を並列接続して電力供給を継続しつつ、その遮断器を接続または遮断することにより新旧電源を入れ替えることができる。例えば、発変電所などに設置されている直流電源装置の場合には、潮流回路を全停電できないケースが多いことから、無停電に新旧電源装置を交換（更新）する作業を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１８６７４号公報
【特許文献２】特開２００４−４８９６４号公報
【特許文献３】特開２００６−２４６６１６号公報
【特許文献４】特開２０１１−７２０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような無停電交換作業時には、新たに直流電力を供給する新電源側の遮断器を接続状態にする前に、交換する旧電源側の遮断器を遮断してしまう可能性がある。また、交換作業においては、接続不良の状態があったり、あるいは、接続電線の選定ミスによる電圧降下が発生して適正電圧で電力供給することができなくなったり、遮断器の容量の選定ミスにより電源投入と同時に遮断動作をしてしまい電力供給できなくなるなど、作業ミスに起因する負荷装置の停止を発生させてしまう可能性がある。
【０００７】
なお、負荷装置には、新電源側の操作ミスがあった場合でも、遮断前には旧電源側からの電圧が掛かっているので、新電源側の遮断器の操作ミスを検知（判断）することはできない。また、旧電源側の遮断器が遮断動作不能な場合には、遮断したつもりで活線状態のまま旧電源の取外作業を開始してしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、まずは、電源交換作業にミスがあった場合にも電力供給を継続可能にして、不用意に負荷装置が停止してしまうことを回避することができる電力供給補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する電力供給補助装置の発明の一態様は、負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の態様では、開閉器の下流側で検出する負荷装置側への供給電圧に基づいてその開閉器をバイパスして上流側に接続されている電源から電力供給することができる。したがって、電源に接続されている開閉器の下流側の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、負荷装置に電力供給する電源側に不都合が、例えば、接続投入の失念や接続容量不足による遮断などが生じた場合にも、別電源から電力供給を継続させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明の一態様によれば、負荷装置に電力供給する電源電圧が低いなど不適切であるときには、開閉器をバイパスして電力供給を再開（継続）させることができる。したがって、電力供給すべき電源側が不調である場合にも電力供給を継続することができ、負荷装置が不用意に停止してしまうことを回避することができる。この結果、停電等のない確実かつ信頼性の高い電力供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電力供給補助装置の一実施形態の外観を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその側面図である。
【図２】その内部構成を示すブロック図である。
【図３】その接続対象である交換電源の一例を示すブロック図である。
【図４】その交換電源に接続した状態を示すブロック図である。
【図５】その判断機能を説明するフロー図である。
【図６】その接続対象である交換電源の他の例を示すブロック図である。
【図７】その他の接続例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の一態様としては、負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えるのに加えて、次の構成を備えてもよい。
【００１４】
第１の他の態様としては、前記開閉器の上流側の前記電源に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第１接続電線と、前記開閉器の下流側の前記負荷に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第２接続電線と、を備えて、前記電圧検出部および前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線に接続されており、前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に導通接続または該導通接続を遮断するスイッチ部を備えるとともに、前記電圧検出部は、前記第１、第２接続電線に接続されて前記負荷への供給電圧として前記開閉器の上流側と下流側の電圧を検出するように構成されていてもよい。
【００１５】
この態様では、開閉器の上流側と下流側に第１、第２接続電線を接続するだけでセットすることができ、少なくとも下流側の供給電圧に基づいてその開閉器をバイパスすることができる。
【００１６】
第２の他の態様としては、前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に、過電圧または過電流の導通時に当該導通状態を遮断する遮断器を介在させていてもよい。
【００１７】
この態様では、開閉器のバイパス時に過電圧や過電流が異常発生した場合に機能して、下流側の負荷装置に異常電力が流れ込まないように制限することができ、負荷装置を損傷させてしまうことを回避することができる。
【００１８】
第３の他の態様としては、前記接断制御部は、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧が予め設定されている電圧値以下になった場合に、前記バイパス接続部の接続制御を実行して前記開閉器をバイパスさせて前記電源から前記負荷に電力供給させるように構成されていてもよい。
【００１９】
この態様では、負荷装置の稼働に必要な電圧値を考慮して設定しておくことにより、その負荷装置が電源の接続不良や電線容量不足などの作業ミスなどに起因する電圧降下により停止してしまうことを回避することができ、負荷装置の継続稼働を確保することができる。
【００２０】
第４の他の態様としては、前記バイパス接続部は、前記電源の新旧交換作業時に、当該旧電源が接続されている前記開閉器をバイパスするように設置されていてもよい。
【００２１】
この態様では、電源の交換作業時に、交換前の電源に接続されている開閉器の下流側の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、旧電源以外（新電源または仮電源）から負荷装置に電力供給する場合に、その供給電圧が低いなど不適切であるときには、旧電源の開閉器をバイパスして電力供給を再開（継続）させることができる。したがって、電源交換作業にミスがあった場合にも電力供給を継続することができる。
【００２２】
第５の他の態様としては、前記バイパス接続部は、定常時に電力供給する電源に、前記開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器をバイパスするように設置されていてもよい。
【００２３】
この態様では、定常時に電力供給する電源に、開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器の下流側（定常電源側）の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、その定常電源の供給電圧が低くなったときに、別電源の開閉器をバイパスして定常電源に代わって電力供給を継続させることができる。したがって、電源の故障や予備の蓄電池が放電した後などの場合にも電力供給を継続（バックアップ）することができる。
【００２４】
第６の他の態様としては、前記電圧検出部を前記開閉器の前記負荷側の下流側に加えて、前記開閉器の前記電源側の上流側の電圧も検出するように構成して、当該電圧検出部が検出する前記開閉器の上流側と下流側の間の電圧差に基づいて該開閉器の健全性を判定する動作判定部と、該動作判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えていてもよい。
【００２５】
この態様では、開閉器の遮断動作後の電圧差に基づいて、その開閉器の健全性を判定することができ、開閉器の遮断動作が完全でないことを検知して報知することができる。したがって、負荷装置と同様に電圧が掛かった活線状態のままの電線を電源から外す作業を行ってしまうことを回避することができ、活線状態のままアークを引くなどして火傷等を負ってしまうことを回避することができる。
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図７は本発明に係る電力供給補助装置の一実施形態を示す図である。
【００２７】
図１および図２において、電力供給補助装置１０は、負荷装置に開閉器を介して電力供給して稼働させる電源装置と並列接続可能に構築されており、例えば、図３に示す直流電源装置１００に並列接続して何らかの事故があったときにも負荷装置２００の稼働を維持する補助機能を備えている。
【００２８】
この電力供給補助装置１０は、直流電源装置１００と負荷装置２００の間に配電線用の開閉器として介在されている電源ＭＣＣＢ（配線用遮断開閉器：Molded Case Circuit Breaker）１２０の各一対の上流側配電線１１１（１１１ａ、１１１ｂ）と下流側配電線１１２（１１２ａ、１１２ｂ）にそれぞれ接続する接続ケーブル１１（１１ａ、１１ｂ）、１２（１２ａ、１２ｂ）と、この接続ケーブル（第１、第２接続電線）１１、１２の間に介在されて異常電圧や異常電流が上流側から下流側へと流れ込むのを遮断する電気回路用の補助ＣＢ（Circuit Breaker）１４と、各種情報を表示出力する液晶表示器（報知部）１６と、後述する各種モードや液晶表示器に表示出力する情報の切替操作をする操作ボタンＳＷ（switch）１８と、が外装ケース１０ａの正面に配置されている。
【００２９】
ここで、電力供給補助装置１０は、相手側導体を挟み込むようにして導通接続する挟持クリップ、所謂、ワニ口クリップ（弱電の場合には、みの虫クリップでもよい）が絶縁性を確保可能に、接続ケーブル１１、１２の先端側に備えられており、そのワニ口クリップを電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の配電線１１１、１１２の接続端子部に導通接続させることにより直流電源装置１００と負荷装置２００の間に並列接続させることができる。また、接続対象の電源ＭＣＣＢ側が、配電線１１１、１１２の接続端子部として、雄ネジにナットをネジ止めして締め付けることにより導通接続する形態を採用していてその雄ネジの先端が余っている場合には、接続ケーブル１１、１２の先端側に丸端子またはＵ字端子を圧着接続することにより、既存のナットなどを緩めることなく、その雄ネジ先端に別個のナットをネジ止めして同様に導通接続させ、より大容量電流を導通可能に接続可能にすることもできる。
【００３０】
この電力供給補助装置１０は、上流側配電線１１１ａ、１１１ｂと下流側配電線１１２ａ、１１２ｂがそれぞれの間の導通を遮断可能に電源ＭＣＣＢ１２０（１２０ａ、１２０ｂ）を介在させているのと同様に、その接続ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのそれぞれの間の導通を遮断可能に補助ＣＢ１４（１４ａ、１４ｂ）を介在させており、また、この補助ＣＢ１４ａ、１４ｂと直列にバイパス接続部のスイッチ部を構成する電子ＳＷ２１（２１ａ、２１ｂ）が介在されている。補助ＣＢ１４は、１つのレバー１４ｒを上下させることで２つの補助ＣＢ１４ａ、１４ｂを同時に遮断または導通させることができようになっており、上流側からの異常電圧や異常電流の流入を検知した場合に、上側に位置するレバー１４ｒが直ちに下側に移動してその導通を遮断し、電源ＭＣＣＢ１２０と同様に、下流側の負荷装置２００が故障や異常動作してしまうことを回避する。電子ＳＷ２１は、例えば、放熱器付きのＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの大容量の半導体スイッチであり、機械的スイッチよりも高速に回路を開閉可能な半導体素子が採用されている。この電子ＳＷ２１の故障時には、補助ＣＢ１４が機能して強制的に導通を遮断する。ところで、電子ＳＷ２１は、電流の流れる方向に制限なく、接続電線１１、１２の接続極性に規制がないようにするのが好適であり、この場合には、双方向から電流を流して流通させることができ、制御するＭＰＵ２７との結線ミスで短絡事故となる心配もなくすことができる。
【００３１】
また、電力供給補助装置１０は、補助ＣＢ１４、液晶表示器１６、操作ボタンＳＷ１８および電子ＳＷ２１と共に、デジタル電圧計（電圧検出部）２３、ＩＦ（interface）２５、ＭＰＵ（microprocessor unit）２７および記憶装置２９が外装ケース１０ａ内に収容されており、デジタル電圧計２３は電源ＭＣＣＢ１２０（１２０ａ、１２０ｂ）毎の上流側および下流側のそれぞれのアース間電位を測定して電源装置１００からの供給電圧と負荷装置２００側への供給電圧とをそれぞれ測定するように、接続ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに接続されている。このデジタル電圧計２３は、ＩＦ２５を介してＭＰＵ２７に接続されており、このＩＦ２５は各種信号をやり取り可能にＭＰＵ２７と共に、補助ＣＢ１４、液晶表示器１６、操作ボタンスイッチ１８、電子ＳＷ２１が接続されている。なお、電力供給補助装置１０は、直流電源１００が供給する直流電力を所望の直流電圧値に変換する変換器（不図示）を備えることにより、専用の電源機能を内蔵することを不要に作製されている。
【００３２】
ＭＰＵ２７は、記憶装置２９を備えて（接続されて）、予め格納されている制御プログラムに従ってＩＦ２５を介して取得した情報を記憶保持しつつ各種制御処理を実行するようになっており、操作ボタンＳＷ１８（１８ａ〜１８ｄ）の各種モードの選択操作に応じて、電子ＳＷ２１のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（開放遮断）を手動切換または自動切換に設定したり、その設定情報と共に電子ＳＷ２１および補助ＣＢ１４のＯＮ／ＯＦＦと、デジタル電圧計２３が測定する電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の測定電圧と、を液晶表示器１６に表示出力することができる。すなわち、ＭＰＵ２７が接断制御部を構成している。なお、デジタル電圧計２３は電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の双方で電圧測定をしているが、これに限るものではなく、下流側のみで負荷装置２００側への供給電力の電圧を測定確認するようにしてもよい。
【００３３】
このＭＰＵ２７は、操作ボタンＳＷ１８で電源交換補助モードが選択されている場合には、デジタル電圧計２３の測定する電圧値が記憶装置２９内に予め設定されているバイパス電圧値よりも低くなったときに、電子ＳＷ２１を遮断状態から導通状態に切り換えて電源ＭＣＣＢ１２０をバイパスさせるようになっている。
【００３４】
具体的に、図３に示すように、負荷装置２００Ａ、２００Ｂに電力供給する直流電源装置１００Ａ（以下では旧電源１００Ａともいう）を直流電源装置１００Ｂ（以下では新電源１００Ｂともいう）に交換する場合を一例にして、電力供給補助装置１０の機能を説明する。
【００３５】
ここで、その新旧電源１００Ａ、１００Ｂは、商用電源に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流器１０１と、この整流器１０１から直流電力を受けて蓄電する蓄電池１０２と、を備えており、定常時には、整流器１０１を介して直流電力を負荷装置２００Ａ、２００Ｂに供給するとともに、何らかの要因により電力供給の一時停止や電圧低下などの、所謂、瞬低が発生した場合に、蓄電池１０２から直流電力を負荷装置２００Ａ、２００Ｂ側に供給して安定稼働を確保する安定化電源としても機能する。この新旧電源１００Ａ、１００Ｂは、負荷装置２００Ａ、２００Ｂの接続口毎に、電源ＭＣＣＢ１２０が準備されており、その電源ＭＣＣＢ１２０を介して、接続電線１１３で接続されている負荷装置２００Ａ、２００Ｂに直流電力を供給する。
【００３６】
そして、この新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換は、旧電源１００Ａが接続されている負荷装置２００Ａ、２００Ｂに新電源１００Ｂを並列接続して、その新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０を投入して並列運転状態にした後に、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断して接続電線１１３を外すことにより、電力供給を継続したまま交換作業を完了することができる。なお、図中には、新電源１００Ｂを負荷装置２００Ａに接続した状態を図示している。
【００３７】
このとき、電力供給補助装置１０は、図４に示すように、新電源１００Ｂの接続作業と一緒に、接続ケーブル１１、１２を旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の上流側配電線１１１と下流側配電線１１２にそれぞれ接続してセッティングする。
【００３８】
この後に、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入後に旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０が遮断されると、適正に新電源１００Ｂが接続されて正常に稼働している場合には、新旧電源１００Ａ、１００Ｂが同電圧の直流電力を供給（出力）している。
【００３９】
このため、電力供給補助装置１０は、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３からバイパス電圧値を下回る測定電圧値を受け取ることはなく、そのまま旧電源１００ＡをＯＦＦして取り外すなど、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換作業を完了することができ、負荷装置２００Ａへの電力供給を継続することができる。
【００４０】
一方、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０が遮断されたときに、例えば、新電源１００Ｂの負荷装置２００Ａへの接続が不十分で電圧降下などが発生している場合や、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入を失念したままである場合には、旧電源１００Ｂからの適正稼働可能な電圧の直流電力供給が中断する。この場合には、負荷装置２００Ａが安定化用のコンデンサを備えていたとしても徐々に、例えば、定常時のＤＣ１１０Ｖから稼働限界のＤＣ９５Ｖを切るような電圧低下をする。なお、以下の電圧値表記ではＤＣを省略する。
【００４１】
このため、電力供給補助装置１０は、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３から、例えば、９５Ｖなどに設定されているバイパス電圧値を下回る測定電圧値を受け取ることになり、電子ＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦを高速に切り換えて遮断状態から導通状態にすることにより、旧電源１００Ａからの電力供給を再開することができ、負荷装置２００Ａへの電力供給を途切れることなく継続することができる。この負荷装置２００の稼動電圧としては、ＪＥＭ規格等では電源電圧の変動範囲として８５〜１１０％と規定されており、電源電圧１１０Ｖである場合には下限値９３．５Ｖであることから、稼動下限限界値として、安全を考慮して９５Ｖが設定されている。
【００４２】
このとき、ＭＰＵ２７は、新電源１００Ｂの故障または接続不良などによる供給電力の電圧異常発生を不図示の警報ブザーの鳴動や液晶表示器１６への警報メッセージの出力表示により報知するようになっている。
【００４３】
なお、新電源１００Ｂの負荷装置２００Ａへの接続が不十分な場合の接触抵抗による電圧降下としては、端子部における接触抵抗による電圧降下が発生するとともに、接続電線１１３の選定ミスによる電圧降下も発生する。この接続電線１１３の選定ミスとは、例えば、本来、撚線断面積が５．５ｍｍ２の電線Ａを選定する必要があるところを、１．２５ｍｍ２の電線Ｂを選定して、電圧１１０Ｖ・電流１０Ａで１００ｍの直流電力供給をしようとする場合には、電線Ａが３．４Ω／ｋｍ、電線Ｂが１６．８Ω／ｋｍであることから、次の電圧降下Ａ、Ｂが生じる。
電線Ａ：電圧降下Ａ＝3.4Ω×0.1ｋｍ×10Ａ×2（往復分）＝6.8Ｖ
電線Ｂ：電圧降下Ｂ＝16.8Ω×0.1ｋｍ×10Ａ×2（往復分）＝33.6Ｖ
【００４４】
このことから、電源１００側の直流電力の供給点では１１０Ｖであるのに対して負荷装置２００側の受電点では次の受電電圧Ａ、Ｂに電圧降下している。
電線Ａ：受電電圧Ａ＝110Ｖ-6.8Ｖ＝103.2Ｖ
電線Ｂ：受電電圧Ｂ＝110Ｖ-33.6Ｖ＝76.4Ｖ
【００４５】
このため、適正に電線Ａが選定されている場合には、負荷装置２００での受電電圧Ａは、９５Ｖ以上であることから、負荷装置２００を正常に稼動させることができる一方、ミスで電線Ｂが選定されている場合には、負荷装置２００での受電電圧Ｂは、９５Ｖ未満であることから、負荷装置２００を正常に稼動させることができないが、電力供給補助装置１０をセットしておくだけで、負荷装置２００の稼働を継続維持することができる。
【００４６】
この電力供給補助装置１０は、例えば、図４に示すようにセッティングされて電源投入後に操作ボタンＳＷ１８で電源交換補助モードが選択されている場合、図５に示すように、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３による電圧測定を確認したときに（ステップＳ１１）、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の差電圧値に応じたメッセージを液晶表示器１６に表示出力するようになっている（ステップＳ１２〜Ｓ３２）。すなわち、ＭＰＵ２７は、電源ＭＣＣＢ１２０の遮断状態などの健全性を確認する動作判定部をも構成している。
【００４７】
このとき、電力供給補助装置１０は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断する前には新電源１００Ｂ側と導通状態であることから、デジタル電圧計２３は同電位を測定するが、その電源ＭＣＣＢ１２０を遮断した後には、デジタル電圧計２３は旧電源１００Ａと新電源１００Ｂの電源電圧をそれぞれ測定することになる。
【００４８】
このため、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が０．５Ｖ以上で１０Ｖ未満の範囲内である場合には（ステップＳ１２）、異なる新旧電源１００Ａ、１００Ｂの電源電圧値に起因する差電圧で旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０は正常動作していると判断して（ステップＳ１３）、旧電源１００Ａの切離完了および新電源１００Ｂからの直流電力の供給中である旨を示す正常メッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ１４）。
【００４９】
また、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が１０Ｖ以上である場合には（ステップＳ１２）、電子ＳＷ２１が導通状態に変移（バイパス）して旧電源１００Ａからの直流電力の供給を再開するとともに（ステップＳ２１）、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０が投入されていないなどの動作不良と判断して（ステップＳ２２）、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入不良などの供給電圧異常発生の旨を示す警告Ａメッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ２３）。
【００５０】
また、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が０．５Ｖ未満である場合には（ステップＳ１２）、その電源ＭＣＣＢ１２０が導通状態にあって動作不良と判断して（ステップＳ３１）、旧電源１００Ａの電源をオフした後にもその旧電源１００Ａ側に新電源１００Ｂの電源電圧が流れ込んでいる旨を示す警告Ｂメッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ３２）。
【００５１】
したがって、作業者は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作後に液晶表示器１６の表示メッセージを確認することにより、新電源１００Ｂからの直流電力の供給が継続維持されているか否かを把握することができるとともに、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の動作不良や操作ミスなどの不具合発生を把握することができ、適切かつ迅速に処置することができる。なお、警告Ｂメッセージは、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作前（同電位状態）にも液晶表示器１６に表示出力されることから、その電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作を未だしていないことを把握することができ、不注意で旧電源１００の電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をすることなく、旧電源１００を電源オフして取り外す作業をしてしまうことを未然に防止することができる。
【００５２】
ところで、電力供給補助装置１０は、図３に示すように、新旧電源１００Ａ、１００Ｂを並列接続して旧電源１００Ｂにそのまま交換することができないために、図６に示すように、旧電源１００Ａの設置場所に新電源１００Ｂを設置する交換作業を行う場合にも利用することができる。この場合には、新旧電源１００Ａ、１００Ｂに仮設蓄電池１００Ｃを一時的に並列接続して直流電力の供給を継続しつつ、その新旧電源１００Ａ、１００Ｂを入れ替える作業を行う。
【００５３】
このとき、電力供給補助装置１０は、仮設蓄電池１００Ｃを旧電源１００Ａと並列にして負荷装置２００Ａ、２００Ｂに接続する際には、上述したように旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の配電線１１１、１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続して旧電源１００Ａから仮設蓄電池１００Ｃに交換する作業を行う。この後には、新電源１００Ｂを仮設蓄電池１００Ｃと並列にして負荷装置２００Ａ、２００Ｂに接続する際には、その仮設蓄電池１００Ｃを旧電源１００Ａと同様に扱って仮設蓄電池１００Ｃの電源ＭＣＣＢ１２０の配電線１１１、１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続して仮設蓄電池１００Ｃから新電源１００Ｂに交換する作業を行えばよい。電力供給補助装置１０は、それぞれで負荷装置２００Ａ、２００Ｂに電力供給を継続維持するように機能する。
【００５４】
また、電力供給補助装置１０（ＭＰＵ２７）は、操作ボタンＳＷ１８で電源バックアップ補助モードが選択されている場合にも、デジタル電圧計２３が測定する電圧値が記憶装置２９内に予め設定されているバイパス電圧値よりも低くなったときに、電子ＳＷ２１を遮断状態から導通状態に切り換えるようになっている。
【００５５】
具体的に、図７に示すように、常時電力供給を維持する必要がある重要な負荷装置２００Ａとして、接続電線１１３を電源１００Ａに接続して電力供給をするとともに、コストを掛けてまで電力供給を維持する必要のない一般的な負荷装置２００Ｂとして、接続電線１１３を電源１００Ｂに接続して電力供給をする電源回路に、電力供給補助装置１０を有効に機能させるようにセッティングする場合を一例にして説明する。
【００５６】
このとき、電力供給補助装置１０は、電源１００Ａ、１００Ｂの空いている電線接続箇所同士を、電源ＭＣＣＢ１２０を介して互いに電力供給可能に接続電線１１４で導通接続するとともに、その電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断状態にして、その上流側配電線１１１と下流側配電線１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続する。
【００５７】
この後に、電源１００Ａの整流器１０１が故障などして電力供給不能になった後に、蓄電池１０２からの補充電力が放電し切って、重要な負荷装置２００Ａへの供給電力の電圧値が低下したときには、電力供給補助装置１０のＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３からバイパス電圧値９５Ｖを下回る測定電圧値を受け取る。この場合、ＭＰＵ２７は、電子ＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦを切り換えて遮断状態から導通状態にすることにより、電源１００Ｂからの電力供給を開始して負荷装置２００Ａへの電力供給を継続維持（バックアップ）する。なお、電源１００Ａを点検等するために整流器１０１を切り離す場合でも同様に機能させることができ、また、負荷装置２００Ｂのための電源１００Ｂがない場合でも、バックアップ用の蓄電池を設置しておいて異常発生時に機能させるようにセットすることもできる。
【００５８】
したがって、電力供給補助装置１０は、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換だけでなく、重要な負荷装置２００Ａへの電力供給をする電源１００Ａのバックアップ電源を確保することができるように機能させることもできる。
【００５９】
このように本実施形態においては、旧電源１００Ａから新電源１００Ｂに切り換えたのにも拘わらず、負荷装置２００に電力供給する電源電圧が低くなるときには、電源ＭＣＣＢ１２０をバイパスして旧電源１００Ａからの電力供給を再開して負荷装置２００の稼動を継続することができる。したがって、新電源１００Ｂが不調であったり、接続作業に不備がある場合などにも適正な電源電圧の電力供給を維持することができ、負荷装置２００が不用意に停止してしまうことを回避することができる。この結果、電源１００からの停電等のない確実かつ信頼性の高い電力供給を実現することができる。
【００６０】
ここで、本実施形態の他の態様としては、上述実施形態では直流電源に対してセットする場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、交流電源に対してセットして交換作業などを補助するようにすることもできる。
【００６１】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 電力供給補助装置
１１、１２ 接続ケーブル
１６ 液晶表示器
１８ 操作ボタンスイッチ
２１ 電子ＳＷ
２３ デジタル電圧計
１００、１００Ａ、１００Ｂ 直流電源装置
１００Ｃ 仮設蓄電池
１０１ 整流器
１０２ 蓄電池
１１１ 上流側配電線
１１２ 下流側配電線
１１３、１１４ 接続電線
１２０ 電源ＭＣＣＢ
２００、２００Ａ、２００Ｂ 負荷装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給補助装置に関し、詳しくは、停電等のない電源の交換作業を確実に行い得るようにするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流または交流の電力供給を受けて稼働する負荷装置には、常時稼働させているものがあり、このような負荷装置は、電圧降下により適正動作しなくなる場合もあることから、無停電電源装置を利用することが行われている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
この種の無停電電源装置は、商用電力を電圧変換して利用する場合には、個別に準備する必要があり、その電源装置は、定期的に交換等して信頼性の高い電力供給を確保する必要がある。特に、商用電力は交流であることから、直流電源で稼働する負荷装置の場合には、商用電力を直流に変換する直流電源装置が設置されており、その直流電源装置も定期的に無停電に交換する必要がある場合がある。
【０００４】
このような直流電源装置は、負荷装置と直流電源との間に遮断器（開閉器）が介在されており、無停電交換作業を行う際には、負荷装置に対して直流電源を並列接続して電力供給を継続しつつ、その遮断器を接続または遮断することにより新旧電源を入れ替えることができる。例えば、発変電所などに設置されている直流電源装置の場合には、潮流回路を全停電できないケースが多いことから、無停電に新旧電源装置を交換（更新）する作業を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１８６７４号公報
【特許文献２】特開２００４−４８９６４号公報
【特許文献３】特開２００６−２４６６１６号公報
【特許文献４】特開２０１１−７２０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような無停電交換作業時には、新たに直流電力を供給する新電源側の遮断器を接続状態にする前に、交換する旧電源側の遮断器を遮断してしまう可能性がある。また、交換作業においては、接続不良の状態があったり、あるいは、接続電線の選定ミスによる電圧降下が発生して適正電圧で電力供給することができなくなったり、遮断器の容量の選定ミスにより電源投入と同時に遮断動作をしてしまい電力供給できなくなるなど、作業ミスに起因する負荷装置の停止を発生させてしまう可能性がある。
【０００７】
なお、負荷装置には、新電源側の操作ミスがあった場合でも、遮断前には旧電源側からの電圧が掛かっているので、新電源側の遮断器の操作ミスを検知（判断）することはできない。また、旧電源側の遮断器が遮断動作不能な場合には、遮断したつもりで活線状態のまま旧電源の取外作業を開始してしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、まずは、電源交換作業にミスがあった場合にも電力供給を継続可能にして、不用意に負荷装置が停止してしまうことを回避することができる電力供給補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する電力供給補助装置の発明の一態様は、負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の態様では、開閉器の下流側で検出する負荷装置側への供給電圧に基づいてその開閉器をバイパスして上流側に接続されている電源から電力供給することができる。したがって、電源に接続されている開閉器の下流側の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、負荷装置に電力供給する電源側に不都合が、例えば、接続投入の失念や接続容量不足による遮断などが生じた場合にも、別電源から電力供給を継続させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明の一態様によれば、負荷装置に電力供給する電源電圧が低いなど不適切であるときには、開閉器をバイパスして電力供給を再開（継続）させることができる。したがって、電力供給すべき電源側が不調である場合にも電力供給を継続することができ、負荷装置が不用意に停止してしまうことを回避することができる。この結果、停電等のない確実かつ信頼性の高い電力供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電力供給補助装置の一実施形態の外観を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその側面図である。
【図２】その内部構成を示すブロック図である。
【図３】その接続対象である交換電源の一例を示すブロック図である。
【図４】その交換電源に接続した状態を示すブロック図である。
【図５】その判断機能を説明するフロー図である。
【図６】その接続対象である交換電源の他の例を示すブロック図である。
【図７】その他の接続例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の一態様としては、負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えるのに加えて、次の構成を備えてもよい。
【００１４】
第１の他の態様としては、前記開閉器の上流側の前記電源に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第１接続電線と、前記開閉器の下流側の前記負荷に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第２接続電線と、を備えて、前記電圧検出部および前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線に接続されており、前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に導通接続または該導通接続を遮断するスイッチ部を備えるとともに、前記電圧検出部は、前記第１、第２接続電線に接続されて前記負荷への供給電圧として前記開閉器の上流側と下流側の電圧を検出するように構成されていてもよい。
【００１５】
この態様では、開閉器の上流側と下流側に第１、第２接続電線を接続するだけでセットすることができ、少なくとも下流側の供給電圧に基づいてその開閉器をバイパスすることができる。
【００１６】
第２の他の態様としては、前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に、過電圧または過電流の導通時に当該導通状態を遮断する遮断器を介在させていてもよい。
【００１７】
この態様では、開閉器のバイパス時に過電圧や過電流が異常発生した場合に機能して、下流側の負荷装置に異常電力が流れ込まないように制限することができ、負荷装置を損傷させてしまうことを回避することができる。
【００１８】
第３の他の態様としては、前記接断制御部は、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧が予め設定されている電圧値以下になった場合に、前記バイパス接続部の接続制御を実行して前記開閉器をバイパスさせて前記電源から前記負荷に電力供給させるように構成されていてもよい。
【００１９】
この態様では、負荷装置の稼働に必要な電圧値を考慮して設定しておくことにより、その負荷装置が電源の接続不良や電線容量不足などの作業ミスなどに起因する電圧降下により停止してしまうことを回避することができ、負荷装置の継続稼働を確保することができる。
【００２０】
第４の他の態様としては、前記バイパス接続部は、前記電源の新旧交換作業時に、当該旧電源が接続されている前記開閉器をバイパスするように設置されていてもよい。
【００２１】
この態様では、電源の交換作業時に、交換前の電源に接続されている開閉器の下流側の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、旧電源以外（新電源または仮電源）から負荷装置に電力供給する場合に、その供給電圧が低いなど不適切であるときには、旧電源の開閉器をバイパスして電力供給を再開（継続）させることができる。したがって、電源交換作業にミスがあった場合にも電力供給を継続することができる。
【００２２】
第５の他の態様としては、前記バイパス接続部は、定常時に電力供給する電源に、前記開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器をバイパスするように設置されていてもよい。
【００２３】
この態様では、定常時に電力供給する電源に、開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器の下流側（定常電源側）の電圧を検出するように電圧検出部をセットして、その開閉器をバイパスようにバイパス接続部をセットするだけで、その定常電源の供給電圧が低くなったときに、別電源の開閉器をバイパスして定常電源に代わって電力供給を継続させることができる。したがって、電源の故障や予備の蓄電池が放電した後などの場合にも電力供給を継続（バックアップ）することができる。
【００２４】
第６の他の態様としては、前記電圧検出部を前記開閉器の前記負荷側の下流側に加えて、前記開閉器の前記電源側の上流側の電圧も検出するように構成して、当該電圧検出部が検出する前記開閉器の上流側と下流側の間の電圧差に基づいて該開閉器の健全性を判定する動作判定部と、該動作判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えていてもよい。
【００２５】
この態様では、開閉器の遮断動作後の電圧差に基づいて、その開閉器の健全性を判定することができ、開閉器の遮断動作が完全でないことを検知して報知することができる。したがって、負荷装置と同様に電圧が掛かった活線状態のままの電線を電源から外す作業を行ってしまうことを回避することができ、活線状態のままアークを引くなどして火傷等を負ってしまうことを回避することができる。
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図７は本発明に係る電力供給補助装置の一実施形態を示す図である。
【００２７】
図１および図２において、電力供給補助装置１０は、負荷装置に開閉器を介して電力供給して稼働させる電源装置と並列接続可能に構築されており、例えば、図３に示す直流電源装置１００に並列接続して何らかの事故があったときにも負荷装置２００の稼働を維持する補助機能を備えている。
【００２８】
この電力供給補助装置１０は、直流電源装置１００と負荷装置２００の間に配電線用の開閉器として介在されている電源ＭＣＣＢ（配線用遮断開閉器：Molded Case Circuit Breaker）１２０の各一対の上流側配電線１１１（１１１ａ、１１１ｂ）と下流側配電線１１２（１１２ａ、１１２ｂ）にそれぞれ接続する接続ケーブル１１（１１ａ、１１ｂ）、１２（１２ａ、１２ｂ）と、この接続ケーブル（第１、第２接続電線）１１、１２の間に介在されて異常電圧や異常電流が上流側から下流側へと流れ込むのを遮断する電気回路用の補助ＣＢ（Circuit Breaker）１４と、各種情報を表示出力する液晶表示器（報知部）１６と、後述する各種モードや液晶表示器に表示出力する情報の切替操作をする操作ボタンＳＷ（switch）１８と、が外装ケース１０ａの正面に配置されている。
【００２９】
ここで、電力供給補助装置１０は、相手側導体を挟み込むようにして導通接続する挟持クリップ、所謂、ワニ口クリップ（弱電の場合には、みの虫クリップでもよい）が絶縁性を確保可能に、接続ケーブル１１、１２の先端側に備えられており、そのワニ口クリップを電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の配電線１１１、１１２の接続端子部に導通接続させることにより直流電源装置１００と負荷装置２００の間に並列接続させることができる。また、接続対象の電源ＭＣＣＢ側が、配電線１１１、１１２の接続端子部として、雄ネジにナットをネジ止めして締め付けることにより導通接続する形態を採用していてその雄ネジの先端が余っている場合には、接続ケーブル１１、１２の先端側に丸端子またはＵ字端子を圧着接続することにより、既存のナットなどを緩めることなく、その雄ネジ先端に別個のナットをネジ止めして同様に導通接続させ、より大容量電流を導通可能に接続可能にすることもできる。
【００３０】
この電力供給補助装置１０は、上流側配電線１１１ａ、１１１ｂと下流側配電線１１２ａ、１１２ｂがそれぞれの間の導通を遮断可能に電源ＭＣＣＢ１２０（１２０ａ、１２０ｂ）を介在させているのと同様に、その接続ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのそれぞれの間の導通を遮断可能に補助ＣＢ１４（１４ａ、１４ｂ）を介在させており、また、この補助ＣＢ１４ａ、１４ｂと直列にバイパス接続部のスイッチ部を構成する電子ＳＷ２１（２１ａ、２１ｂ）が介在されている。補助ＣＢ１４は、１つのレバー１４ｒを上下させることで２つの補助ＣＢ１４ａ、１４ｂを同時に遮断または導通させることができようになっており、上流側からの異常電圧や異常電流の流入を検知した場合に、上側に位置するレバー１４ｒが直ちに下側に移動してその導通を遮断し、電源ＭＣＣＢ１２０と同様に、下流側の負荷装置２００が故障や異常動作してしまうことを回避する。電子ＳＷ２１は、例えば、放熱器付きのＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの大容量の半導体スイッチであり、機械的スイッチよりも高速に回路を開閉可能な半導体素子が採用されている。この電子ＳＷ２１の故障時には、補助ＣＢ１４が機能して強制的に導通を遮断する。ところで、電子ＳＷ２１は、電流の流れる方向に制限なく、接続電線１１、１２の接続極性に規制がないようにするのが好適であり、この場合には、双方向から電流を流して流通させることができ、制御するＭＰＵ２７との結線ミスで短絡事故となる心配もなくすことができる。
【００３１】
また、電力供給補助装置１０は、補助ＣＢ１４、液晶表示器１６、操作ボタンＳＷ１８および電子ＳＷ２１と共に、デジタル電圧計（電圧検出部）２３、ＩＦ（interface）２５、ＭＰＵ（microprocessor unit）２７および記憶装置２９が外装ケース１０ａ内に収容されており、デジタル電圧計２３は電源ＭＣＣＢ１２０（１２０ａ、１２０ｂ）毎の上流側および下流側のそれぞれのアース間電位を測定して電源装置１００からの供給電圧と負荷装置２００側への供給電圧とをそれぞれ測定するように、接続ケーブル１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに接続されている。このデジタル電圧計２３は、ＩＦ２５を介してＭＰＵ２７に接続されており、このＩＦ２５は各種信号をやり取り可能にＭＰＵ２７と共に、補助ＣＢ１４、液晶表示器１６、操作ボタンスイッチ１８、電子ＳＷ２１が接続されている。なお、電力供給補助装置１０は、直流電源１００が供給する直流電力を所望の直流電圧値に変換する変換器（不図示）を備えることにより、専用の電源機能を内蔵することを不要に作製されている。
【００３２】
ＭＰＵ２７は、記憶装置２９を備えて（接続されて）、予め格納されている制御プログラムに従ってＩＦ２５を介して取得した情報を記憶保持しつつ各種制御処理を実行するようになっており、操作ボタンＳＷ１８（１８ａ〜１８ｄ）の各種モードの選択操作に応じて、電子ＳＷ２１のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（開放遮断）を手動切換または自動切換に設定したり、その設定情報と共に電子ＳＷ２１および補助ＣＢ１４のＯＮ／ＯＦＦと、デジタル電圧計２３が測定する電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の測定電圧と、を液晶表示器１６に表示出力することができる。すなわち、ＭＰＵ２７が接断制御部を構成している。なお、デジタル電圧計２３は電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の双方で電圧測定をしているが、これに限るものではなく、下流側のみで負荷装置２００側への供給電力の電圧を測定確認するようにしてもよい。
【００３３】
このＭＰＵ２７は、操作ボタンＳＷ１８で電源交換補助モードが選択されている場合には、デジタル電圧計２３の測定する電圧値が記憶装置２９内に予め設定されているバイパス電圧値よりも低くなったときに、電子ＳＷ２１を遮断状態から導通状態に切り換えて電源ＭＣＣＢ１２０をバイパスさせるようになっている。
【００３４】
具体的に、図３に示すように、負荷装置２００Ａ、２００Ｂに電力供給する直流電源装置１００Ａ（以下では旧電源１００Ａともいう）を直流電源装置１００Ｂ（以下では新電源１００Ｂともいう）に交換する場合を一例にして、電力供給補助装置１０の機能を説明する。
【００３５】
ここで、その新旧電源１００Ａ、１００Ｂは、商用電源に接続されて交流電力を直流電力に変換する整流器１０１と、この整流器１０１から直流電力を受けて蓄電する蓄電池１０２と、を備えており、定常時には、整流器１０１を介して直流電力を負荷装置２００Ａ、２００Ｂに供給するとともに、何らかの要因により電力供給の一時停止や電圧低下などの、所謂、瞬低が発生した場合に、蓄電池１０２から直流電力を負荷装置２００Ａ、２００Ｂ側に供給して安定稼働を確保する安定化電源としても機能する。この新旧電源１００Ａ、１００Ｂは、負荷装置２００Ａ、２００Ｂの接続口毎に、電源ＭＣＣＢ１２０が準備されており、その電源ＭＣＣＢ１２０を介して、接続電線１１３で接続されている負荷装置２００Ａ、２００Ｂに直流電力を供給する。
【００３６】
そして、この新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換は、旧電源１００Ａが接続されている負荷装置２００Ａ、２００Ｂに新電源１００Ｂを並列接続して、その新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０を投入して並列運転状態にした後に、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断して接続電線１１３を外すことにより、電力供給を継続したまま交換作業を完了することができる。なお、図中には、新電源１００Ｂを負荷装置２００Ａに接続した状態を図示している。
【００３７】
このとき、電力供給補助装置１０は、図４に示すように、新電源１００Ｂの接続作業と一緒に、接続ケーブル１１、１２を旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の上流側配電線１１１と下流側配電線１１２にそれぞれ接続してセッティングする。
【００３８】
この後に、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入後に旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０が遮断されると、適正に新電源１００Ｂが接続されて正常に稼働している場合には、新旧電源１００Ａ、１００Ｂが同電圧の直流電力を供給（出力）している。
【００３９】
このため、電力供給補助装置１０は、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３からバイパス電圧値を下回る測定電圧値を受け取ることはなく、そのまま旧電源１００ＡをＯＦＦして取り外すなど、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換作業を完了することができ、負荷装置２００Ａへの電力供給を継続することができる。
【００４０】
一方、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０が遮断されたときに、例えば、新電源１００Ｂの負荷装置２００Ａへの接続が不十分で電圧降下などが発生している場合や、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入を失念したままである場合には、旧電源１００Ｂからの適正稼働可能な電圧の直流電力供給が中断する。この場合には、負荷装置２００Ａが安定化用のコンデンサを備えていたとしても徐々に、例えば、定常時のＤＣ１１０Ｖから稼働限界のＤＣ９５Ｖを切るような電圧低下をする。なお、以下の電圧値表記ではＤＣを省略する。
【００４１】
このため、電力供給補助装置１０は、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３から、例えば、９５Ｖなどに設定されているバイパス電圧値を下回る測定電圧値を受け取ることになり、電子ＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦを高速に切り換えて遮断状態から導通状態にすることにより、旧電源１００Ａからの電力供給を再開することができ、負荷装置２００Ａへの電力供給を途切れることなく継続することができる。この負荷装置２００の稼動電圧としては、ＪＥＭ規格等では電源電圧の変動範囲として８５〜１１０％と規定されており、電源電圧１１０Ｖである場合には下限値９３．５Ｖであることから、稼動下限限界値として、安全を考慮して９５Ｖが設定されている。
【００４２】
このとき、ＭＰＵ２７は、新電源１００Ｂの故障または接続不良などによる供給電力の電圧異常発生を不図示の警報ブザーの鳴動や液晶表示器１６への警報メッセージの出力表示により報知するようになっている。
【００４３】
なお、新電源１００Ｂの負荷装置２００Ａへの接続が不十分な場合の接触抵抗による電圧降下としては、端子部における接触抵抗による電圧降下が発生するとともに、接続電線１１３の選定ミスによる電圧降下も発生する。この接続電線１１３の選定ミスとは、例えば、本来、撚線断面積が５．５ｍｍ２の電線Ａを選定する必要があるところを、１．２５ｍｍ２の電線Ｂを選定して、電圧１１０Ｖ・電流１０Ａで１００ｍの直流電力供給をしようとする場合には、電線Ａが３．４Ω／ｋｍ、電線Ｂが１６．８Ω／ｋｍであることから、次の電圧降下Ａ、Ｂが生じる。
電線Ａ：電圧降下Ａ＝3.4Ω×0.1ｋｍ×10Ａ×2（往復分）＝6.8Ｖ
電線Ｂ：電圧降下Ｂ＝16.8Ω×0.1ｋｍ×10Ａ×2（往復分）＝33.6Ｖ
【００４４】
このことから、電源１００側の直流電力の供給点では１１０Ｖであるのに対して負荷装置２００側の受電点では次の受電電圧Ａ、Ｂに電圧降下している。
電線Ａ：受電電圧Ａ＝110Ｖ-6.8Ｖ＝103.2Ｖ
電線Ｂ：受電電圧Ｂ＝110Ｖ-33.6Ｖ＝76.4Ｖ
【００４５】
このため、適正に電線Ａが選定されている場合には、負荷装置２００での受電電圧Ａは、９５Ｖ以上であることから、負荷装置２００を正常に稼動させることができる一方、ミスで電線Ｂが選定されている場合には、負荷装置２００での受電電圧Ｂは、９５Ｖ未満であることから、負荷装置２００を正常に稼動させることができないが、電力供給補助装置１０をセットしておくだけで、負荷装置２００の稼働を継続維持することができる。
【００４６】
この電力供給補助装置１０は、例えば、図４に示すようにセッティングされて電源投入後に操作ボタンＳＷ１８で電源交換補助モードが選択されている場合、図５に示すように、ＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３による電圧測定を確認したときに（ステップＳ１１）、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の上流側と下流側の差電圧値に応じたメッセージを液晶表示器１６に表示出力するようになっている（ステップＳ１２〜Ｓ３２）。すなわち、ＭＰＵ２７は、電源ＭＣＣＢ１２０の遮断状態などの健全性を確認する動作判定部をも構成している。
【００４７】
このとき、電力供給補助装置１０は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断する前には新電源１００Ｂ側と導通状態であることから、デジタル電圧計２３は同電位を測定するが、その電源ＭＣＣＢ１２０を遮断した後には、デジタル電圧計２３は旧電源１００Ａと新電源１００Ｂの電源電圧をそれぞれ測定することになる。
【００４８】
このため、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が０．５Ｖ以上で１０Ｖ未満の範囲内である場合には（ステップＳ１２）、異なる新旧電源１００Ａ、１００Ｂの電源電圧値に起因する差電圧で旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０は正常動作していると判断して（ステップＳ１３）、旧電源１００Ａの切離完了および新電源１００Ｂからの直流電力の供給中である旨を示す正常メッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ１４）。
【００４９】
また、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が１０Ｖ以上である場合には（ステップＳ１２）、電子ＳＷ２１が導通状態に変移（バイパス）して旧電源１００Ａからの直流電力の供給を再開するとともに（ステップＳ２１）、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０が投入されていないなどの動作不良と判断して（ステップＳ２２）、新電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の投入不良などの供給電圧異常発生の旨を示す警告Ａメッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ２３）。
【００５０】
また、ＭＰＵ２７は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をした後に、デジタル電圧計２３が測定する電圧値の差が０．５Ｖ未満である場合には（ステップＳ１２）、その電源ＭＣＣＢ１２０が導通状態にあって動作不良と判断して（ステップＳ３１）、旧電源１００Ａの電源をオフした後にもその旧電源１００Ａ側に新電源１００Ｂの電源電圧が流れ込んでいる旨を示す警告Ｂメッセージを液晶表示器１６に表示出力する（ステップＳ３２）。
【００５１】
したがって、作業者は、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作後に液晶表示器１６の表示メッセージを確認することにより、新電源１００Ｂからの直流電力の供給が継続維持されているか否かを把握することができるとともに、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０の動作不良や操作ミスなどの不具合発生を把握することができ、適切かつ迅速に処置することができる。なお、警告Ｂメッセージは、旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作前（同電位状態）にも液晶表示器１６に表示出力されることから、その電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作を未だしていないことを把握することができ、不注意で旧電源１００の電源ＭＣＣＢ１２０の遮断操作をすることなく、旧電源１００を電源オフして取り外す作業をしてしまうことを未然に防止することができる。
【００５２】
ところで、電力供給補助装置１０は、図３に示すように、新旧電源１００Ａ、１００Ｂを並列接続して旧電源１００Ｂにそのまま交換することができないために、図６に示すように、旧電源１００Ａの設置場所に新電源１００Ｂを設置する交換作業を行う場合にも利用することができる。この場合には、新旧電源１００Ａ、１００Ｂに仮設蓄電池１００Ｃを一時的に並列接続して直流電力の供給を継続しつつ、その新旧電源１００Ａ、１００Ｂを入れ替える作業を行う。
【００５３】
このとき、電力供給補助装置１０は、仮設蓄電池１００Ｃを旧電源１００Ａと並列にして負荷装置２００Ａ、２００Ｂに接続する際には、上述したように旧電源１００Ａの電源ＭＣＣＢ１２０の配電線１１１、１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続して旧電源１００Ａから仮設蓄電池１００Ｃに交換する作業を行う。この後には、新電源１００Ｂを仮設蓄電池１００Ｃと並列にして負荷装置２００Ａ、２００Ｂに接続する際には、その仮設蓄電池１００Ｃを旧電源１００Ａと同様に扱って仮設蓄電池１００Ｃの電源ＭＣＣＢ１２０の配電線１１１、１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続して仮設蓄電池１００Ｃから新電源１００Ｂに交換する作業を行えばよい。電力供給補助装置１０は、それぞれで負荷装置２００Ａ、２００Ｂに電力供給を継続維持するように機能する。
【００５４】
また、電力供給補助装置１０（ＭＰＵ２７）は、操作ボタンＳＷ１８で電源バックアップ補助モードが選択されている場合にも、デジタル電圧計２３が測定する電圧値が記憶装置２９内に予め設定されているバイパス電圧値よりも低くなったときに、電子ＳＷ２１を遮断状態から導通状態に切り換えるようになっている。
【００５５】
具体的に、図７に示すように、常時電力供給を維持する必要がある重要な負荷装置２００Ａとして、接続電線１１３を電源１００Ａに接続して電力供給をするとともに、コストを掛けてまで電力供給を維持する必要のない一般的な負荷装置２００Ｂとして、接続電線１１３を電源１００Ｂに接続して電力供給をする電源回路に、電力供給補助装置１０を有効に機能させるようにセッティングする場合を一例にして説明する。
【００５６】
このとき、電力供給補助装置１０は、電源１００Ａ、１００Ｂの空いている電線接続箇所同士を、電源ＭＣＣＢ１２０を介して互いに電力供給可能に接続電線１１４で導通接続するとともに、その電源１００Ｂの電源ＭＣＣＢ１２０を遮断状態にして、その上流側配電線１１１と下流側配電線１１２に接続ケーブル１１、１２をそれぞれ接続する。
【００５７】
この後に、電源１００Ａの整流器１０１が故障などして電力供給不能になった後に、蓄電池１０２からの補充電力が放電し切って、重要な負荷装置２００Ａへの供給電力の電圧値が低下したときには、電力供給補助装置１０のＭＰＵ２７がデジタル電圧計２３からバイパス電圧値９５Ｖを下回る測定電圧値を受け取る。この場合、ＭＰＵ２７は、電子ＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦを切り換えて遮断状態から導通状態にすることにより、電源１００Ｂからの電力供給を開始して負荷装置２００Ａへの電力供給を継続維持（バックアップ）する。なお、電源１００Ａを点検等するために整流器１０１を切り離す場合でも同様に機能させることができ、また、負荷装置２００Ｂのための電源１００Ｂがない場合でも、バックアップ用の蓄電池を設置しておいて異常発生時に機能させるようにセットすることもできる。
【００５８】
したがって、電力供給補助装置１０は、新旧電源１００Ａ、１００Ｂの交換だけでなく、重要な負荷装置２００Ａへの電力供給をする電源１００Ａのバックアップ電源を確保することができるように機能させることもできる。
【００５９】
このように本実施形態においては、旧電源１００Ａから新電源１００Ｂに切り換えたのにも拘わらず、負荷装置２００に電力供給する電源電圧が低くなるときには、電源ＭＣＣＢ１２０をバイパスして旧電源１００Ａからの電力供給を再開して負荷装置２００の稼動を継続することができる。したがって、新電源１００Ｂが不調であったり、接続作業に不備がある場合などにも適正な電源電圧の電力供給を維持することができ、負荷装置２００が不用意に停止してしまうことを回避することができる。この結果、電源１００からの停電等のない確実かつ信頼性の高い電力供給を実現することができる。
【００６０】
ここで、本実施形態の他の態様としては、上述実施形態では直流電源に対してセットする場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、交流電源に対してセットして交換作業などを補助するようにすることもできる。
【００６１】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 電力供給補助装置
１１、１２ 接続ケーブル
１６ 液晶表示器
１８ 操作ボタンスイッチ
２１ 電子ＳＷ
２３ デジタル電圧計
１００、１００Ａ、１００Ｂ 直流電源装置
１００Ｃ 仮設蓄電池
１０１ 整流器
１０２ 蓄電池
１１１ 上流側配電線
１１２ 下流側配電線
１１３、１１４ 接続電線
１２０ 電源ＭＣＣＢ
２００、２００Ａ、２００Ｂ 負荷装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、
前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えることを特徴とする電力供給補助装置。
【請求項２】
前記開閉器の上流側の前記電源に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第１接続電線と、前記開閉器の下流側の前記負荷に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第２接続電線と、を備えて、
前記電圧検出部および前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線に接続されており、
前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に導通接続または該導通接続を遮断するスイッチ部を備えるとともに、
前記電圧検出部は、前記第１、第２接続電線に接続されて前記負荷への供給電圧として前記開閉器の上流側と下流側の電圧を検出することを特徴とする請求項１に記載の電力供給補助装置。
【請求項３】
前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に、過電圧または過電流の導通時に当該導通状態を遮断する遮断器を介在させていることを特徴とする請求項２に記載の電力供給補助装置。
【請求項４】
前記接断制御部は、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧が予め設定されている電圧値以下になった場合に、前記バイパス接続部の接続制御を実行して前記開閉器をバイパスさせて前記電源から前記負荷に電力供給させるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項５】
前記バイパス接続部は、前記電源の新旧交換作業時に、当該旧電源が接続されている前記開閉器をバイパスするように設置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項６】
前記バイパス接続部は、定常時に電力供給する電源に、前記開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器をバイパスするように設置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項７】
前記電圧検出部を前記開閉器の前記負荷側の下流側に加えて、前記開閉器の前記電源側の上流側の電圧も検出するように構成して、
当該電圧検出部が検出する前記開閉器の上流側と下流側の間の電圧差に基づいて該開閉器の健全性を判定する動作判定部と、該動作判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項１】
負荷に開閉器を介して接続されている電源の該負荷への電力供給を補助する電力供給補助装置であって、
前記開閉器の下流に位置する前記負荷への供給電圧を検出する電圧検出部と、前記開閉器をバイパスして前記電源から前記負荷に電力供給可能に接続または該接続を遮断するバイパス接続部と、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧に基づいて前記バイパス接続部の接続または遮断を制御する接断制御部と、を備えることを特徴とする電力供給補助装置。
【請求項２】
前記開閉器の上流側の前記電源に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第１接続電線と、前記開閉器の下流側の前記負荷に接続されている電力供給電線に導通接続されて前記負荷への電力供給可能な容量を有する第２接続電線と、を備えて、
前記電圧検出部および前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線に接続されており、
前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に導通接続または該導通接続を遮断するスイッチ部を備えるとともに、
前記電圧検出部は、前記第１、第２接続電線に接続されて前記負荷への供給電圧として前記開閉器の上流側と下流側の電圧を検出することを特徴とする請求項１に記載の電力供給補助装置。
【請求項３】
前記バイパス接続部は、前記第１、第２接続電線の間に、過電圧または過電流の導通時に当該導通状態を遮断する遮断器を介在させていることを特徴とする請求項２に記載の電力供給補助装置。
【請求項４】
前記接断制御部は、前記電圧検出部が検出する前記負荷への供給電圧が予め設定されている電圧値以下になった場合に、前記バイパス接続部の接続制御を実行して前記開閉器をバイパスさせて前記電源から前記負荷に電力供給させるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項５】
前記バイパス接続部は、前記電源の新旧交換作業時に、当該旧電源が接続されている前記開閉器をバイパスするように設置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項６】
前記バイパス接続部は、定常時に電力供給する電源に、前記開閉器を介して並列接続されている別電源の当該開閉器をバイパスするように設置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【請求項７】
前記電圧検出部を前記開閉器の前記負荷側の下流側に加えて、前記開閉器の前記電源側の上流側の電圧も検出するように構成して、
当該電圧検出部が検出する前記開閉器の上流側と下流側の間の電圧差に基づいて該開閉器の健全性を判定する動作判定部と、該動作判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電力供給補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９０４０９（Ｐ２０１３−９０４０９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７８７９（Ｐ２０１１−２２７８７９）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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