JP6830220B2 - 異常判定方法、異常判定システム、プログラム、遮断システム、及び分電盤 - Google Patents

Description

本発明は、異常判定方法、異常判定システム、プログラム、遮断システム、及び分電盤に関し、より詳細には、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定するための異常判定方法、異常判定システム、プログラム、遮断システム、及び分電盤に関する。

従来、地震等の発生時に需要家へのエネルギーの供給を適切に制御できる管理システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の管理システムは、通信装置と、外部装置とを備えている。通信装置は、検知部と、制御部とを有している。外部装置は、切替部を有している。

検知部は、通信装置に加わった加速度に基づいて揺れの大きさを検知する。制御部は、検知部の検知結果に応じた制御信号を外部装置に送信する。切替部は、供給事業者から需要家へのエネルギーの供給路に設けられており、上記制御信号に応じてエネルギーを供給する供給状態とエネルギーの供給を遮断する遮断状態との間で切り替えられる。

特許文献１に記載の管理システムでは、検知部で検知された揺れの大きさが所定の震度以上になると、制御部は、切替部を遮断状態に切り替える制御信号を外部装置に送信する。そして、切替部は、上記制御信号によって供給状態から遮断状態に切り替えられ、需要家へのエネルギーの供給が遮断される。

特開２０１５−１９８５１７号公報

上述の特許文献１に記載の管理システムでは、需要家において地震に伴う電気事故等の異常が発生してもこの異常を検知することができなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされており、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定可能な異常判定方法、異常判定システム、プログラム、遮断システム、及び分電盤を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る異常判定方法は、電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する分電盤に用いられる。前記異常判定方法は、検知ステップと、計測ステップと、判定ステップと、を含んでいる。前記検知ステップは、地震の発生を検知するステップである。前記計測ステップは、需要家施設における漏電電流を計測するステップである。前記判定ステップは、前記計測ステップの計測結果に基づいて前記需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定するステップである。前記判定ステップにおいて、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。前記第１漏電電流は、前記検知ステップで地震が検知される前に前記計測ステップで計測された前記漏電電流である。前記第２漏電電流は、前記検知ステップで地震が検知された後に前記計測ステップで計測された前記漏電電流である。前記第１漏電電流及び前記第２漏電電流は、前記複数の分岐回路における前記漏電電流である。前記判定ステップにおいて、前記複数の分岐回路の各々について前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。前記判定ステップにおいて、前記複数の分岐回路のうち、前記検知ステップで地震が検知される前に前記計測ステップで計測された電流の波形のひずみ率が基準値以下である負荷が接続された特定の分岐回路について、前記特定の分岐回路を除く残りの分岐回路よりも先に前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。

本発明の一態様に係る異常判定システムは、電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する分電盤に用いられる。前記異常判定システムは、検知部と、計測部と、判定部と、を備えている。前記検知部は、地震の発生を検知する。前記計測部は、需要家施設における漏電電流を計測する。前記判定部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定する。前記判定部は、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。前記第１漏電電流は、前記検知部で地震が検知される前に前記計測部で計測された前記漏電電流である。前記第２漏電電流は、前記検知部で地震が検知された後に前記計測部で計測された前記漏電電流である。前記第１漏電電流及び前記第２漏電電流は、前記複数の分岐回路における前記漏電電流である。前記判定部は、前記複数の分岐回路の各々について前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。前記判定部は、前記複数の分岐回路のうち、前記検知部で地震が検知される前に前記計測部で計測された電流の波形のひずみ率が基準値以下である負荷が接続された特定の分岐回路について、前記特定の分岐回路を除く残りの分岐回路よりも先に前記電気の使用状態が正常か否かを判定する。

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、前記異常判定システムの前記判定部として機能させる。

本発明の一態様に係る遮断システムは、分電盤と、上述の異常判定システムと、を備えている。前記分電盤は、電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する。前記判定部は、前記電気の使用状態を異常と判定した場合、前記主幹ブレーカ又は前記複数の分岐回路のうち対象の分岐回路に含まれる分岐ブレーカを遮断する。

本発明の一態様に係る分電盤は、上述の遮断システムに用いられる。

本発明は、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定することができる、という利点がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る分電盤の構成を示すブロック図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る異常判定システムにおいて計測される電流の波形図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る遮断システムの動作を説明するためのフローチャートである。

本実施形態の異常判定システムは、図１に示すように、検知部２１と、計測部１１と、判定部１４と、を備えている。検知部２１は、地震の発生を検知する。計測部１１は、需要家施設における漏電電流Ｉ４を計測する。判定部１４は、計測部１１の計測結果に基づいて需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定する。判定部１４は、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から電気の使用状態が正常か否かを判定する。第１漏電電流は、検知部２１で地震が検知される前に計測部１１で計測された漏電電流Ｉ４である。第２漏電電流は、検知部２１で地震が検知された後に計測部１１で計測された漏電電流Ｉ４である。

本実施形態の遮断システムは、図１に示すように、分電盤１０と、上述の異常判定システムと、を備えている。分電盤１０は、電力線５に電気的に接続された主幹ブレーカ３を介して電力線５からの電力を複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆに分配する。判定部１４は、電気の使用状態を異常と判定した場合、主幹ブレーカ３又は複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆのうち対象の分岐回路４に含まれる分岐ブレーカを遮断する。

本実施形態の分電盤１０は、上述の遮断システムに用いられる。

以下、本実施形態の異常判定システム、遮断システム、及び分電盤１０について図面を参照して具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されない。したがって、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の異常判定システムは、需要家施設１００において地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定するためのシステムである。この異常判定システムは、例えば分電盤１０とともに用いられて、地震に伴う電気事故が発生した際に後述の主幹ブレーカ３、又は複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆのうち対象の分岐回路４を遮断する遮断システムを構成する。ここでいう「需要家施設１００」は、電力の需要家の施設を意味しており、電力会社等の電気事業者（電力供給業者）から電力の供給を受ける施設だけでなく、太陽光発電設備等の自家発電設備から電力の供給を受ける施設も含む。本実施形態では、戸建住宅を需要家施設１００の一例として説明する。

まず、分電盤１０について説明する。分電盤１０は、例えば単相三線式の配電方式であれば、図１に示すように、第１電圧線（Ｌ１相）５１と第２電圧線（Ｌ２相）５２と中性線（Ｎ相）５３とを有する電力線５に電気的に接続される。そして、分電盤１０は、電力線５からの交流電力を複数（本実施形態では６つ）の分岐回路４Ａ〜４Ｆに分配する。なお、以下では、複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆをとくに区別しない場合には、複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆの各々を「分岐回路４」ともいう。ここでいう「分岐回路」は、分岐ブレーカ、並びに分岐ブレーカの二次側に接続される配線路、配線器具（アウトレット、壁スイッチなど）、及び各種の機器（照明器具、調理家電など）を含んでいる。

本実施形態の分電盤１０は、図１に示すように、計測ユニット１と、感震ユニット２と、主幹ブレーカ３と、複数（本実施形態では６つ）の分岐回路４Ａ〜４Ｆと、複数（本実施形態では８つ）の電流センサ６Ａ，６Ｂ，７Ａ〜７Ｆと、を備えている。

主幹ブレーカ３の一次側端子は、３線式（第１電圧線５１、第２電圧線５２、及び中性線５３）の電力線５を介して、系統電源に電気的に接続されている。主幹ブレーカ３の二次側端子には、Ｌ１相、Ｌ２相、Ｎ相の３極の導電バーが接続されている。これら３極の導電バーは、第１電圧線（Ｌ１相）５１、第２電圧線（Ｌ２相）５２、及び中性線（Ｎ相）５３と一対一に電気的に接続される。

また、主幹ブレーカ３は、接点部３１と、遮断部３２と、漏電検出部３３と、を備えている。接点部３１は、第１電圧線５１、第２電圧線５２、及び中性線５３にそれぞれ挿入された３つの接点を有し、遮断部３２からの開信号により３つの接点が開くように構成されている。また、接点部３１は、主幹ブレーカ３の筐体の前面側に設けられたハンドルを操作することによっても接点が開閉するように構成されている。遮断部３２は、感震ユニット２の遮断判定部２２（後述する）から出力される遮断信号Ｓ１（図２Ａ参照）に応じて接点部３１を開く開信号を生成し、生成した開信号を接点部３１に出力する。漏電検出部３３は、例えば零相変流器（ＺＣＴ）を有し、電力線５に流れる漏電電流Ｉ４を検出する。そして、漏電検出部３３は、電力線５に流れる漏電電流Ｉ４を検出すると、検出結果を遮断部３２、及び計測ユニット１の計測部１１（後述する）に出力する。したがって、遮断部３２は、感震ユニット２の遮断判定部２２からの遮断信号Ｓ１が入力されなくても、漏電検出部３３で検出された漏電電流Ｉ４の大きさが所定値（例えば、３０ｍＡ）以上になると開信号を接点部３１に出力する。

複数の分岐回路４の各々は、分岐ブレーカを有している。分岐ブレーカは、導電バーに接続されることにより、主幹ブレーカ３の二次側端子に電気的に接続される。

計測ユニット１は、計測部１１と、演算部１２と、記憶部１３と、判定部１４と、報知部１５と、を備えている。

計測部１１には、一対の（主幹用）電流センサ６Ａ，６Ｂ、及び複数の（分岐用）の電流センサ７Ａ〜７Ｆが電気的に接続されている。また、計測部１１には、主幹ブレーカ３に内蔵された漏電検出部３３が電気的に接続されている。一対の電流センサ６Ａ，６Ｂは、第１電圧線５１及び第２電圧線５２に一対一に対応して設けられている。また、複数の電流センサ７Ａ〜７Ｆは、複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆに一対一に対応して設けられている。これにより、計測部１１では、電流センサ６Ａの出力から、第１電圧線５１を流れる第１主幹電流Ｉ１が計測可能であり、電流センサ６Ｂの出力から、第２電圧線５２を流れる第２主幹電流Ｉ２が計測可能である。また、計測部１１では、複数の電流センサ７Ａ〜７Ｆの出力から、複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆを流れる分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３６をそれぞれ計測可能である。さらに、計測部１１では、漏電検出部３３の出力から、漏電電流Ｉ４を計測可能である。本実施形態において、計測部１１は、上述の第１主幹電流Ｉ１、第２主幹電流Ｉ２、分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３６、及び漏電電流Ｉ４を定期的に計測する。

ここで、電流センサ６Ａ，６Ｂ，７Ａ〜７Ｆとしては、例えばＣＴ（Current Transformer）センサ、ホール素子、ＧＭＲ（Giant Magnetic Resistances）素子等の磁気抵抗素子、シャント抵抗などが用いられる。本実施形態では一例として、電流センサ６Ａ，６Ｂの各々はＣＴセンサからなる。一方、複数の電流センサ７Ａ〜７Ｆの各々は、コアを用いない（コアレスの）空芯コイルからなり、貫通孔内を通過する電流に応じた出力を生じるロゴスキコイルである。

演算部１２は、計測部１１と電気的に接続されており、計測部１１の計測結果を用いて、複数の分岐回路４の各々について、消費電力と消費電力量との少なくとも一方を計測値として計測する。計測値は、瞬時電力を表す消費電力であってもよいし、一定時間における電力の消費量（使用量）を表す消費電力量であってもよい。また、計測値は、消費電力と消費電力量との両方であってもよい。本実施形態では一例として、計測値は、消費電力を一定時間（例えば１分間）積算した消費電力量であることとする。

演算部１２は、電力線（第１電圧線５１、第２電圧線５２、及び中性線５３）５の線間電圧を監視している。演算部１２は、例えばマイクロコンピュータを主構成とし、線間電圧と分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３６とを用いて演算することにより、計測値を求める。なお、演算部１２は、複数の分岐回路４の各々についての計測値だけでなく、需要家施設１００の総消費電力量を計測値として求める構成であってもよい。

記憶部１３は、複数の分岐回路４の各々に対応付けられた回路名を記憶する。本実施形態では、記憶部１３は、分岐回路４Ａの回路名として「電気ストーブ」を記憶し、分岐回路４Ｂの回路名として「テレビ」を記憶している。また、記憶部１３は、分岐回路４Ｃの回路名として「照明」を記憶し、分岐回路４Ｅの回路名として「エアコン」を記憶している。さらに、記憶部１３は、複数の分岐回路４の各々の電圧区分（印加電圧が１００〔Ｖ〕か２００〔Ｖ〕かを表す情報）についても記憶している。本実施形態では、記憶部１３は、分岐回路４Ａ〜４Ｄと１００〔Ｖ〕の電圧区分とを対応付けて記憶し、分岐回路４Ｅ，４Ｆと２００〔Ｖ〕の電圧区分とを対応付けて記憶している。また、記憶部１３は、計測部１１において定期的に計測される第１主幹電流Ｉ１、第２主幹電流Ｉ２、分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３６、及び漏電電流Ｉ４についても記憶している。なお、以下の説明では、分岐回路４Ｄ，４Ｆに負荷が接続されていないこととする。

記憶部１３は、演算部１２と電気的に接続されている。演算部１２では、記憶部１３に記憶されている電圧区分に応じて演算結果を補正することで、計測値を精度よく求めることができる。ここに、本実施形態では、感震ユニット２の検知部２１（後述する）で地震が検知される前に計測部１１で計測される漏電電流Ｉ４が第１漏電電流である。また、本実施形態では、検知部２１で地震が検知された後に計測部１１で計測された漏電電流Ｉ４が第２漏電電流である。

判定部１４は、記憶部１３と電気的に接続されており、記憶部１３に記憶されている第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する。具体的には、判定部１４は、第１漏電電流と第２漏電電流との差分を求め、この差分が規定値（例えば、１５ｍＡ）以上の場合、電気の使用状態を異常と判定する。すなわち、判定部１４は、検知部２１で地震が検知された後に計測された第２漏電電流と、検知部２１で地震が検知される前に計測された第１漏電電流との差分が規定値以上の場合、電気の使用状態を異常と判定する。

判定部１４は、例えばマイクロコンピュータを主構成とし、マイクロコンピュータのメモリに記録されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサで実行することにより、種々の機能を実現する。プログラムは、予めマイクロコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。なお、判定部１４の判定処理については後述する。

報知部１５は、例えばスピーカ及びブザーを有しており、判定部１４の判定結果を音声で報知したり、ブザーを鳴動させて報知したりする。これにより、判定部１４の判定結果をユーザに知らせることができる。

感震ユニット２は、図１に示すように、検知部２１と、遮断判定部２２と、を備えている。

検知部２１は、加速度センサを用いて構成されており、感震ユニット２に加わった加速度に基づいて揺れの大きさ（震度）を検知する。つまり、検知部２１は、地震の発生時に揺れの大きさを計測するように構成されており、感震ユニット２の揺れの大きさを監視することで地震の発生を検知する。検知部２１は、検知した揺れの大きさを、例えば「レベル１」〜「レベル１０」の１０段階で表し、検知結果として遮断判定部２２に出力するように構成されている。

遮断判定部２２は、検知部２１で検知された揺れの大きさ（震度）を、予め設定されている所定震度（例えば、震度５）と比較する。そして、遮断判定部２２は、検知部２１で検知された揺れの大きさが所定震度以上であれば、遮断信号Ｓ１を遮断部３２に出力する。遮断部３２は、この遮断信号Ｓ１に従って接点部３１を開き、主幹ブレーカ３を遮断する。なお、所定震度は、上述した「レベル１」〜「レベル１０」の１０段階の揺れの大きさから選択され、例えば分電盤１０の出荷前に設定される。

また、遮断判定部２２は、図１に示すように、上述の判定部１４に電気的に接続されており、判定部１４の判定結果に応じて主幹ブレーカ３を遮断することもできる。例えば、遮断判定部２２は、検知部２１の検知結果から地震の発生を検知すると、地震の発生を検知したことを表す検知信号を判定部１４に出力する。判定部１４は、この検知信号に従って判定処理を行う。そして、判定部１４は、判定結果から需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定した場合、電気の使用状態が異常であることを表す異常信号を遮断判定部２２に出力する。遮断判定部２２は、この異常信号に従って主幹ブレーカ３を遮断する遮断信号Ｓ１（図２Ａ参照）を生成し、生成した遮断信号Ｓ１を主幹ブレーカ３の遮断部３２に出力する。遮断部３２は、この遮断信号Ｓ１に従って接点部３１を開き、主幹ブレーカ３を遮断する。その結果、系統電源から需要家施設１００への電力供給が遮断される。

ここに、本実施形態では、計測部１１と判定部１４と報知部１５と検知部２１とで異常判定システムが構成されている。なお、報知部１５については省略されていてもよい。また、本実施形態では、分電盤１０と異常判定システムとで遮断システムが構成されている。

次に、判定部１４の判定処理について、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、地震に伴う電気事故が発生していないときの第１主幹電流Ｉ１、分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３５、及び漏電電流Ｉ４の波形図である。また、図２Ｂは、地震に伴う電気事故が発生したときの第１主幹電流Ｉ１、分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３５、及び漏電電流Ｉ４の波形図である。

まず、地震に伴う電気事故が発生していないときの判定部１４の判定処理について図２Ａを参照して説明する。

感震ユニット２の検知部２１で地震が検知される時刻ｔ１以前では、遮断判定部２２から出力される遮断信号Ｓ１はローレベルであるため、接点部３１は閉じた状態にあり、主幹ブレーカ３は遮断していない。

時刻ｔ１のときに、検知部２１で地震が検知されると、遮断判定部２２は、検知部２１の検知結果から主幹ブレーカ３を遮断すべきか否かを判定する。そして、遮断判定部２２は、検知部２１で検知された揺れの大きさが所定震度以上の場合には、主幹ブレーカ３を遮断すべきと判定し、所定時間（例えば、３分）が経過した時刻ｔ２のときにハイレベルの遮断信号Ｓ１を主幹ブレーカ３の遮断部３２に出力する。遮断部３２は、遮断判定部２２からの遮断信号Ｓ１により接点部３１を開き、主幹ブレーカ３を遮断する。

時刻ｔ３のときに、住人が主幹ブレーカ３を再投入すると、接点部３１が閉じることで系統電源から需要家施設１００への電力供給が再開される。ここで、計測ユニット１の判定部１４は、検知部２１で地震が検知される前の第１主幹電流Ｉ１の実効値と検知部２１で地震が検知された後の第１主幹電流Ｉ１の実効値との比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する。図２Ａに示す例では、判定部１４は、地震が発生する前の第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値と地震が発生した後の第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値とを比較する。

ここで、第１期間ＴＥ１では、分岐回路４Ａに接続された「電気ストーブ」はオンであり、分岐回路４Ａには所定の大きさの分岐電流Ｉ３１が流れている。また、分岐回路４Ｂに接続された「テレビ」、及び分岐回路４Ｃに接続された「照明」は共にオフであるが、分岐回路４Ｂ，４Ｃにはいわゆる待機電流（分岐電流Ｉ３２，Ｉ３３）が流れている。さらに、分岐回路４Ｅに接続された「エアコン」はオンであり、分岐回路４Ｅには所定の大きさの分岐電流Ｉ３５が流れている。そして、主幹ブレーカ３に接続された第１電圧線５１を流れる第１主幹電流Ｉ１は、これらの分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３３，Ｉ３５の合計電流となる。なお、図２Ａに示す例では、分岐回路４Ｄに負荷が接続されていないため、分岐回路４Ｄの分岐電流Ｉ３４はゼロである。

また、第２期間ＴＥ２では、地震が発生する前と同じ大きさの分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３３が分岐回路４Ａ〜４Ｃにそれぞれ流れている。一方、分岐回路４Ｅに接続された「エアコン」は、主幹ブレーカ３が一旦遮断されたことによりリセットされ、オン状態からオフ状態に切り替えられる。そのため、分岐回路４Ｅには、いわゆる待機電流（分岐電流Ｉ３５）のみが流れることになる。その結果、第２期間ＴＥ２において計測される第１主幹電流Ｉ１は、第１期間ＴＥ１において計測される第１主幹電流Ｉ１よりも小さくなる（図２Ａ参照）。言い換えれば、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値が第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値よりも小さくなる。

そして、判定部１４は、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値が第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値よりも小さいことから、地震に伴う電気事故が発生していないと判定する。すなわち、判定部１４は、需要家施設１００における電気の使用状態を正常と判定する。

次に、地震に伴う電気事故が発生しているときの判定部１４の判定処理について図２Ｂを参照して説明する。

感震ユニット２の検知部２１で地震が検知される時刻ｔ１以前では、遮断判定部２２から出力される遮断信号Ｓ１はローレベルであるため、接点部３１は閉じた状態にあり、主幹ブレーカ３は遮断していない。

時刻ｔ１のときに、検知部２１で地震が検知されると、遮断判定部２２は、検知部２１の検知結果から主幹ブレーカ３を遮断すべきか否かを判定する。そして、遮断判定部２２は、検知部２１で検知された揺れの大きさが所定震度以上の場合には、主幹ブレーカ３を遮断すべきと判定し、所定時間（例えば、３分）が経過した時刻ｔ２のときにハイレベルの遮断信号Ｓ１を主幹ブレーカ３の遮断部３２に出力する。遮断部３２は、遮断判定部２２からの遮断信号Ｓ１により接点部３１を開き、主幹ブレーカ３を遮断する。

時刻ｔ３のときに、住人が主幹ブレーカ３を再投入すると、接点部３１が閉じることで系統電源から需要家施設１００への電力供給が再開される。ここで、計測ユニット１の判定部１４は、検知部２１で地震が検知される前の第１主幹電流Ｉ１の実効値と検知部２１で地震が検知された後の第１主幹電流Ｉ１の実効値との比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する。図２Ｂに示す例では、判定部１４は、地震が発生する前の第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値と地震が発生した後の第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値とを比較する。

ここで、第１期間ＴＥ１では、分岐回路４Ａに接続された「電気ストーブ」はオフであり、分岐回路４Ａの分岐電流Ｉ３１はゼロである。また、分岐回路４Ｂに接続された「テレビ」、及び分岐回路４Ｃに接続された「照明」も共にオフであるが、分岐回路４Ｂ，４Ｃには待機電流（分岐電流Ｉ３２，Ｉ３３）が流れている。さらに、分岐回路４Ｅに接続された「エアコン」はオンであり、分岐回路４Ｅには所定の大きさの分岐電流Ｉ３５が流れている。そして、主幹ブレーカ３に接続された第１電圧線５１を流れる第１主幹電流Ｉ１は、これらの分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３３，Ｉ３５の合計電流となる。

また、第２期間ＴＥ２では、分岐回路４Ａに流れる分岐電流Ｉ３１がゼロから所定の大きさに変化している。これは、地震により落下した物体で「電気ストーブ」の電源スイッチがオフからオンになった場合が想定される。したがって、この場合には、「電気ストーブ」の周りに、例えばカーテンなどの燃えやすい物があると火事になる可能性がある。また、分岐回路４Ｂ，４Ｃについては、地震が発生する前と同じ大きさの分岐電流（待機電流）Ｉ３２，Ｉ３３が流れている。さらに、「エアコン」が接続された分岐回路４Ｅには、図２Ａと同様に待機電流（分岐電流Ｉ３５）が流れている。また、例えば分岐回路４Ｆに接続された電線において半断線や短絡が生じている場合、主幹ブレーカ３が再投入されることでオンとオフとをランダムに繰り返すようなアーク電流（図２Ｂの第２期間ＴＥ２における分岐電流Ｉ３４）が分岐回路４Ｆに流れる。以上のことから、第２期間ＴＥ２において計測される第１主幹電流Ｉ１は、第１期間ＴＥ１において計測される第１主幹電流Ｉ１よりも大きくなる（図２Ｂ参照）。言い換えれば、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値が第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値よりも大きくなる。

そして、判定部１４は、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１の実効値が第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１の実効値よりも大きいことから、地震に伴う電気事故が発生していると判定する。すなわち、判定部１４は、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定する。ここに、「電気の使用状態が正常」とは、上述のように、半断線や短絡によるアーク電流が流れたり、ゼロであった負荷電流が所定値まで変化したり、漏電電流Ｉ４（後述する）が流れたりしていないことをいう。すなわち、アーク電流や漏電電流Ｉ４が流れたり、ゼロであった負荷電流が所定値まで変化したりしている場合には、電気の使用状態は異常である。

ところで、図２Ｂに示す例において、例えば分岐回路４Ｆにアーク電流（分岐電流Ｉ３４）が流れていない場合には、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１が、第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１とほぼ同じか、小さくなる可能性がある。そして、この場合、判定部１４は、需要家施設における電気の使用状態が異常であるにもかかわらず、正常と判定してしまい、そのため分岐回路４Ａに接続された「電気ストーブ」により火災が起こる可能性がある。すなわち、主幹ブレーカ３を流れる第１主幹電流Ｉ１による比較処理だけでは、誤判定する可能性がある。

そのため、需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する際に、主幹ブレーカ３における第１主幹電流Ｉ１に基づいて判定処理を行うだけでなく、分岐回路４ごとに判定処理を行うことが好ましい。例えば、図２Ｂに示す例では、分岐回路４Ａにおいて、第２期間ＴＥ２での分岐電流Ｉ３１が第１期間ＴＥ１での分岐電流Ｉ３１以上であることから、判定部１４は、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定することができる。また、判定部１４は、分岐回路４Ｆについて、第２期間ＴＥ２における分岐電流Ｉ３４が第１期間ＴＥ１における分岐電流Ｉ３４以上であることから、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定することができる。上述のように、分岐回路４ごとに判定処理を行うことにより、判定処理の精度を向上させることができ、これにより地震に伴う電気事故等の異常を低減することができる。

ここで、分岐回路４ごとに判定処理を行う場合、第１期間ＴＥ１において計測された分岐電流の波形のひずみ率に応じて判定処理を行う分岐回路４の順番を決定することが好ましい。言い換えれば、複数の分岐回路４のうち、分岐電流の波形のひずみ率が基準値（例えば、５％）以下である負荷が接続された特定の分岐回路４について、特定の分岐回路４を除く残りの分岐回路４よりも先に電気の使用状態が正常か否かを判定することが好ましい。上記分岐電流の波形は、第１期間ＴＥ１において計測される。例えば、特定の分岐回路である分岐回路４Ａに接続された「電気ストーブ」は、一般的に抵抗負荷であるため、分岐回路４Ａを流れる分岐電流Ｉ３１は正弦波に近い波形となり、ひずみ率は５％以下である。言い換えれば、分岐回路４Ａに接続される「電気ストーブ」は抵抗負荷であることから、力率が１に近く、数Ａ以上の分岐電流Ｉ３１が分岐回路４Ａに流れることになる。したがって、第１期間ＴＥ１において計測された電流の波形のひずみ率が基準値以下、言い換えれば力率が１に近い負荷の接続された分岐回路４について優先的に判定処理を行うことで、判定処理を効率的に行うことができる。

また、第２期間ＴＥ２における第１主幹電流Ｉ１が、第１期間ＴＥ１における第１主幹電流Ｉ１とほぼ同じか、小さい場合でも、漏電電流Ｉ４が検出される場合には、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定することが好ましい。言い換えれば、第２期間ＴＥ２における漏電電流（第２漏電電流）Ｉ４と第１期間ＴＥ１における漏電電流（第１漏電電流）Ｉ４との差分が規定値（例えば、１５ｍＡ）以上の場合、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定することが好ましい。例えば、図２Ｂに示す例では、第１期間ＴＥ１では漏電電流Ｉ４がゼロであるのに対して、第２期間ＴＥ２では所定の大きさの漏電電流Ｉ４が計測されている。このとき、第２期間ＴＥ２における漏電電流Ｉ４と第１期間ＴＥ１における漏電電流Ｉ４の差分が規定値以上の場合には、判定部１４は、需要家施設１００における電気の使用状態を異常と判定することができる。

次に、本実施形態の遮断システムの動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、ステップＳＴ５における比較処理（判定処理）については既に説明しているため、ここでは詳細な説明を省略する。

感震ユニット２の遮断判定部２２は、検知部２１の検知結果に基づいて地震が発生したか否かを判定する（ステップＳＴ１）。検知部２１で地震が検知されていない場合（ステップＳＴ１のＮｏ）には、遮断判定部２２から計測ユニット１の判定部１４に検知信号が入力されない。この場合、主幹ブレーカ３はオンのままである。

一方、検知部２１で地震が検知された場合（ステップＳＴ１のＹｅｓ）には、遮断判定部２２は、検知部２１の検知結果から地震の震度を判定する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２において地震の震度が所定震度以上の場合、遮断判定部２２は、主幹ブレーカ３の遮断部３２に遮断信号Ｓ１を出力し、この遮断信号Ｓ１により主幹ブレーカ３が遮断される（ステップＳＴ３）。主幹ブレーカ３が遮断されると、計測ユニット１の判定部１４は、住人が主幹ブレーカ３を再投入したか否かを判定し（ステップＳＴ４）、主幹ブレーカ３が再投入されるまでステップＳＴ４の処理を繰り返し行う。

主幹ブレーカ３が再投入されると（ステップＳＴ４のＹｅｓ）、判定部１４は、検知部２１で地震が検知される前の漏電電流Ｉ４（第１漏電電流）と検知部２１で地震が検知された後の漏電電流Ｉ４（第２漏電電流）とを比較する（ステップＳＴ５）。また、ステップＳＴ２において地震の震動が所定震度未満である場合にも、判定部１４は、検知部２１で地震が検知される前の漏電電流Ｉ４と検知部２１で地震が検知された後の漏電電流Ｉ４とを比較する（ステップＳＴ５）。そして、判定部１４は、ステップＳＴ５において比較結果から電気の使用状態を正常と判定した場合には、遮断判定部２２に異常信号を出力せず、そのため主幹ブレーカ３は遮断されない（ステップＳＴ６）。一方、判定部１４は、ステップＳＴ５において比較結果から電気の使用状態を異常と判定した場合には、遮断判定部２２に異常信号を出力し、この異常信号に従って主幹ブレーカ３が遮断される（ステップＳＴ７）。また、判定部１４は、需要家施設１００における電気の使用状態が異常である旨の報知を報知部１５に行わせる（ステップＳＴ８）。

以上説明したように、本実施形態の異常判定システムでは、地震が検知される前に計測された漏電電流Ｉ４（第１漏電電流）と、地震が検知された後に計測された漏電電流Ｉ４（第２漏電電流）とを比較している。そして、判定部１４は、この比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定している。このように、本実施形態の異常判定システムによれば、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定することができる。すなわち、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定することができる。

また、本実施形態の遮断システムでは、判定部１４は、需要家施設における電気の使用状態を異常と判定した場合、主幹ブレーカ３又は複数の分岐回路４Ａ〜４Ｆのうち対象の分岐回路４に含まれる分岐ブレーカを遮断する。このように、本実施形態の遮断システムによれば、需要家施設における電気の使用状態が異常と判定された場合には、主幹ブレーカ３又は該当する分岐回路４の分岐ブレーカを遮断するので、地震に伴う電気事故等の異常を低減することができる。

また、本実施形態の分電盤１０は、上述の遮断システムに用いられるので、地震に伴う電気事故等の異常を低減することができる。

ところで、以下の異常判定方法を採用することで、専用の計測ユニット１及び感震ユニット２を用いなくても、本実施形態の異常判定システムと同等の機能を実現することができる。

すなわち、異常判定方法は、検知ステップ（図３のステップＳＴ１）と、計測ステップと、判定ステップ（図３のステップＳＴ５）と、を含んでいる。検知ステップは、地震の発生を検知するステップである。計測ステップは、需要家施設１００における漏電電流Ｉ４を計測するステップである。判定ステップは、計測ステップの計測結果に基づいて需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定するステップである。判定ステップにおいて、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する。第１漏電電流は、検知ステップで地震が検知される前に計測ステップで計測された漏電電流である。第２漏電電流は、検知ステップで地震が検知された後に計測ステップで計測された漏電電流である。

この異常判定方法によれば、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定することができる。すなわち、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定することができる。また、この異常判定方法によれば、専用の計測ユニット１及び感震ユニット２を用いなくても、本実施形態の異常判定システムと同等の機能を実現することができる。

また、判定部１４が、コンピュータ（マイクロコンピュータを含む）を主構成とする場合、コンピュータのメモリに記録されるプログラムは、コンピュータを判定部１４として機能させるためのプログラムである。判定部１４は、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から需要家施設１００における電気の使用状態が正常か否かを判定する。第１漏電電流は、地震の発生を検知する検知部２１で地震が検知される前に計測部１１で計測された需要家施設１００における漏電電流Ｉ４である。第２漏電電流は、地震の発生を検知する検知部２１で地震が検知された後に計測部１１で計測された需要家施設１００における漏電電流Ｉ４である。

このプログラムによれば、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定することができる。すなわち、第１漏電電流と第２漏電電流とを比較するだけで、地震に伴う電気事故等の異常の有無を判定することができる。また、このプログラムによれば、専用の計測ユニット１及び感震ユニット２を用いなくても、本実施形態の異常判定システムと同等の機能を実現することができる。

また、上述の異常判定方法において、判定ステップにおいて、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果として算出された第１漏電電流と第２漏電電流との差分が規定値以上の場合、電気の使用状態を異常と判定することが好ましい。この構成によれば、第１漏電電流と第２漏電電流との差分と規定値とを比較するだけで、需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定することができる。ただし、この構成は異常判定方法の必須の構成ではなく、例えば第１漏電電流と第２漏電電流との大小のみで電気の使用状態が正常か否かを判定するように構成されていてもよい。

また、上述の異常判定方法において、判定ステップにおいて、第１漏電電流と第２漏電電流との比較結果から第２漏電電流が第１漏電電流以上の場合、電気の使用状態を異常と判定することが好ましい。この構成によれば、第１漏電電流と第２漏電電流との大小を比較するだけで、需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定することができる。ただし、この構成は異常判定方法の必須の構成ではなく、例えば第１漏電電流と第２漏電電流との差分を規定値と比較することで電気の使用状態が正常か否かを判定するように構成されていてもよい。

また、上述の異常判定方法において、判定ステップの判定結果を報知する報知ステップ（図３のステップＳＴ８）をさらに含んでいることが好ましい。この構成によれば、判定ステップの判定結果をユーザに知らせることができる。ただし、この構成は異常判定方法の必須の構成ではなく、報知ステップは省略されていてもよい。

また、上述の異常判定方法において、分電盤１０に用いられるのが好ましい。分電盤１０は、電力線５に電気的に接続された主幹ブレーカ３を介して電力線５からの電力を複数の分岐回路４に分配する。この場合、第１漏電電流及び第２漏電電流は、複数の分岐回路４における漏電電流Ｉ４である。判定ステップでは、複数の分岐回路４の各々について電気の使用状態が正常か否かを判定する。この構成によれば、分岐回路４ごとに判定処理を行うので、該当する分岐回路４を特定することができて早期の対応が可能になる、という利点がある。ただし、この構成は異常判定方法の必須の構成ではなく、例えば主幹ブレーカ３において検出される漏電電流に基づいて判定処理を行うように構成されていてもよい。

以下、本実施形態の変形例について説明する。

上述の実施形態では、戸建住宅を需要家施設の一例として説明しているが、この例に限らず、需要家施設は、集合住宅の各住戸などの戸建住宅以外の住宅、あるいは事務所、店舗等の被住宅であってもよい。

また、上述の実施形態では、計測部１１、判定部１４及び報知部１５が計測ユニット１に設けられ、検知部２１が感震ユニット２に設けられているが、例えば計測部１１、判定部１４、報知部１５及び検知部２１が１つの装置に設けられていてもよい。例えば、計測部１１、判定部１４、報知部１５及び検知部２１が、計測ユニット１に設けられていてもよいし、感震ユニット２に設けられていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、上述の異常判定方法を分電盤１０に用いた場合を例に説明したが、上述の異常判定方法の適用対象は分電盤１０に限らず、例えばスマートメータであってもよい。

また、上述の実施形態では、計測部１１、演算部１２、記憶部１３、判定部１４、及び遮断判定部２２が分電盤１０に設けられているが、これらのうち少なくとも１つは分電盤１０外に設けられていてもよい。さらに、計測部１１、演算部１２、記憶部１３、判定部１４、及び遮断判定部２２のうち少なくとも１つは、クラウド（クラウドコンピューティング）のように分散して存在するコンピュータによって実現されていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、図３に示すように、主幹ブレーカ３を遮断した後に報知を行っているが、例えば漏電電流のように緊急を要しない電気事故であれば報知を行った後に主幹ブレーカ３を遮断してもよい。また、上述の実施形態では、需要家施設における電気の使用状態が異常の場合、主幹ブレーカ３を遮断したが、分岐回路４ごとに判定処理を行っている場合には、該当する分岐回路４のみを遮断するように構成されていてもよい。

さらに、上述の実施形態では、力率の大きい抵抗負荷として電気ストーブを例に説明したが、抵抗負荷は電気ストーブに限らず、例えば電気釜や電気暖房具、電気アイロン、電気コンロなどであってもよい。

また、上述の実施形態では、主幹ブレーカ３の漏電検出部３３により漏電電流Ｉ４を検出したが、例えば主幹ブレーカ３の第１電圧線５１を流れる第１主幹電流Ｉ１と、分岐回路４Ａ〜４Ｆを流れる分岐電流Ｉ３１〜Ｉ３６との差分から漏電電流を算出してもよい。さらに、上述の実施形態では、主幹ブレーカ３において漏電電流Ｉ４を検出したが、分岐回路４Ａ〜４Ｆごとに漏電電流を検出するように構成されていてもよい。

３ 主幹ブレーカ
４、４Ａ〜４Ｆ 分岐回路
５ 電力線
１０ 分電盤
１１ 計測部
１４ 判定部
２１ 検知部
Ｉ４ 漏電電流（第１漏電電流、第２漏電電流）
ＳＴ１ ステップ（検知ステップ）
ＳＴ５ ステップ（判定ステップ）
ＳＴ８ ステップ（報知ステップ）

Claims (8)

1. 電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する分電盤に用いられ、
   地震の発生を検知する検知ステップと、
   需要家施設における漏電電流を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップの計測結果に基づいて前記需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定する判定ステップと、を含み、
   前記判定ステップにおいて、前記検知ステップで地震が検知される前に前記計測ステップで計測された前記漏電電流である第１漏電電流と、前記検知ステップで地震が検知された後に前記計測ステップで計測された前記漏電電流である第２漏電電流との比較結果から前記電気の使用状態が正常か否かを判定し、
   前記第１漏電電流及び前記第２漏電電流は、前記複数の分岐回路における前記漏電電流であり、
   前記判定ステップにおいて、前記複数の分岐回路の各々について前記電気の使用状態が正常か否かを判定し、
   前記判定ステップにおいて、前記複数の分岐回路のうち、前記検知ステップで地震が検知される前に前記計測ステップで計測された電流の波形のひずみ率が基準値以下である負荷が接続された特定の分岐回路について、前記特定の分岐回路を除く残りの分岐回路よりも先に前記電気の使用状態が正常か否かを判定する
   ことを特徴とする異常判定方法。
2. 前記判定ステップにおいて、前記第１漏電電流と前記第２漏電電流との比較結果として算出された前記第１漏電電流と前記第２漏電電流との差分が規定値以上の場合、前記電気の使用状態を異常と判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の異常判定方法。
3. 前記判定ステップにおいて、前記第１漏電電流と前記第２漏電電流との比較結果から前記第２漏電電流が前記第１漏電電流よりも大きい場合、前記電気の使用状態を異常と判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の異常判定方法。
4. 前記判定ステップの判定結果を報知する報知ステップをさらに含む
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常判定方法。
5. 電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する分電盤に用いられ、
   地震の発生を検知する検知部と、
   需要家施設における漏電電流を計測する計測部と、
   前記計測部の計測結果に基づいて前記需要家施設における電気の使用状態が正常か否かを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記検知部で地震が検知される前に前記計測部で計測された前記漏電電流である第１漏電電流と、前記検知部で地震が検知された後に前記計測部で計測された前記漏電電流である第２漏電電流との比較結果から前記電気の使用状態が正常か否かを判定し、
   前記第１漏電電流及び前記第２漏電電流は、前記複数の分岐回路における前記漏電電流であり、
   前記判定部は、前記複数の分岐回路の各々について前記電気の使用状態が正常か否かを判定し、
   前記判定部は、前記複数の分岐回路のうち、前記検知部で地震が検知される前に前記計測部で計測された電流の波形のひずみ率が基準値以下である負荷が接続された特定の分岐回路について、前記特定の分岐回路を除く残りの分岐回路よりも先に前記電気の使用状態が正常か否かを判定する
   ことを特徴とする異常判定システム。
6. コンピュータを、
   請求項５記載の異常判定システムの前記判定部
   として機能させるためのプログラム。
7. 電力線に電気的に接続された主幹ブレーカを介して前記電力線からの電力を複数の分岐回路に分配する分電盤と、
   請求項５記載の異常判定システムと、を備え、
   前記判定部は、前記電気の使用状態を異常と判定した場合、前記主幹ブレーカ又は前記複数の分岐回路のうち対象の分岐回路に含まれる分岐ブレーカを遮断する
   ことを特徴とする遮断システム。
8. 請求項７記載の遮断システムに用いられることを特徴とする分電盤。

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