| 【発明の名称】 |
電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】清地 宣明
【氏名】梶本 和宏
【氏名】椿 真
【氏名】山本 淳一
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| 【要約】 |
【課題】コード・プラグに生じた絶縁劣化部に流れる特有の電流を検出した場合、回路を遮断して、電気火災を未然に防止する絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供する。
【解決手段】電流センサー部１の出力信号を増幅する電流信号増幅部２と、電圧センサー部３の出力信号を矩形波の電圧位相信号に変換する電圧位相検出部４と、電流信号増幅部２と電圧位相検出部４の出力信号から電流のピーク値を出力するピーク電流検出部５と、ピーク電流検出部５のピーク電流値から遮断信号を出力するかどうかを判断して検出信号を出力する判定部７から構成するルーチン手段を用いた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電路の電流値と電圧位相の信号を常時監視して、前記電流値が、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で閾値Ａを越え、かつ商用電源で３サイクル分以上の電流値のうち正極側、又は負極側のどちらか一方の成分のピーク値の絶対値が３回連続して増加する場合、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法。
【請求項２】前記電流値のうち、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で商用電源の半サイクルの電流値のピーク値の絶対値が閾値Ａを超え、かつ次の半サイクルであらかじめ設定した電圧位相の範囲で電流値が、閾値Ａより低く設定した閾値Ｂより低くなると、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法。
【請求項３】前記電流値のうち、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で、商用電源の半サイクル分の電流値のピーク値の絶対値が３回連続して閾値Ａを超え、かつ電流値のピーク値の絶対値が３回連続して増加するもので、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法。
【請求項４】請求項１から請求項３の示す全て、もしくは請求項１から請求項３を選択的に合わせ持つことを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法 |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コード・プラグに生じた絶縁劣化部に流れる電流を検出した場合、検出信号を出力する電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法に関するものである。
【０００２】近年、電気火災は漸増傾向にある。このうちコード・プラグなどの電源コードからの火災が約１／４を占めており、不適切な維持管理のために絶縁劣化し、短絡・発火に至ったものと考えられている。ＯＡ機器、クーラー等の電気機器が著しく増加する中、コンセントに接続して使用されるが電気製品の数量、負荷容量が増加し、今後とも電源コードから発生する電気火災は増加する可能性がある。
【０００３】
【従来の技術】そこで、このような電気火災を未然に防ぐために例えば図１に示すような絶縁劣化検出装置が考案された。すなわち、絶縁劣化発生時に、電流センサー部１は電路１３の電流を電圧信号に変換して、フィルター部１０は前記電流センサー部の電圧出力から絶縁劣化特有の高周波パルス電流を取り出して、パルス発生部１２は前記フィルター部１０の高周波パルス電流の頻度と大きさをパルス幅に変換してパルス電圧を出力し、警報判定部１１は単位時間当たりの前記パルス電圧の継続時間が閾値を越えたかどうか判定し、閾値を越えた場合、警報判定回路４は警報信号を出力して遮断回路８から遮断信号を出力してブレーカ９を遮断する絶縁劣化検出装置である。
【０００４】
【従来の技術課題】しかし、上に示した，従来の技術からなる装置では、以下に示すような不都合があった。
【０００５】高周波パルスを多く含むインバータ機器の負荷電流波形を絶縁劣化と判断して誤動作するため実用化できなかった。
【０００６】
【発明のが解決しようとする課題】そこで、本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、絶縁劣化部分を流れる電流を検出でき、かつ家電機器などの突入電流などによって誤動作しない電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供することを課題とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】係る課題を解決するために、請求項１の発明では、電路の電流値と電圧位相の信号を常時監視して、前記電流値が、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で閾値Ａを越え、かつ商用電源で３サイクル分以上の電流値のうち正極側、又は負極側のどちらか一方の成分のピーク値の絶対値が３回連続して増加する場合、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供している。
【０００８】請求項２の発明では、前記電流値のうち、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で商用電源の半サイクルの電流値のピーク値の絶対値が閾値Ａを超え、かつ次の半サイクルであらかじめ設定した電圧位相の範囲で電流値が、閾値Ａより低く設定した閾値Ｂより低くなると、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供している。
【０００９】請求項３の発明では、前記電流値のうち、あらかじめ設定した電圧位相の範囲で、商用電源の半サイクル分の電流値のピーク値の絶対値が３回連続して閾値Ａを超え、かつ電流値のピーク値の絶対値が３回連続して増加するもので、絶縁劣化と判定して検出信号を出力することを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供している。
【００１０】請求項４の発明では、請求項１から請求項３の示す全て、もしくは請求項１から請求項３を選択的に合わせ持つことを特徴とする電流波形の直接判定方式を用いたコード・プラグ絶縁劣化検出装置の遮断器動作判定方法を提供している。
【００１１】
【作用】請求項１に述べた手段により、家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少するのに対して、絶縁劣化した部分を流れる電流値は、同極側に高い電流のピーク値が継続し、かつ増加することを利用することによって絶縁劣化の検出が可能となる。
【００１２】請求項２に述べた手段により、家電機器等の電源を切ったときの電流のピーク値の変化量に比べて、絶縁劣化した部分を流れる電流値の変化量の方が大きいことを利用することによって絶縁劣化の検出が可能となる。
【００１３】請求項３に述べた手段により、家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少するのに対して、絶縁劣化した部分を流れる電流値は連続３半サイクルの増加することを利用することによって絶縁劣化の検出が可能となる。
【００１４】請求項４に述べた手段により、家電機器などの動作状態の変化時の電流変化と、絶縁劣化した部分を流れる電流値の変化の違いを区別することによって、絶縁劣化を検出が可能となる。
【００１５】
【実施例の説明】以下に本件発明について図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】図５に本件発明請求項１の実施例を示す。まず、電流センサー部１は、電路１３の片極を変流器に貫通させておき電流値を電圧信号に変換して出力する。
【００１７】電流信号増幅部２は、電流センサー部１の電圧信号の絶対値をとり増幅する。
【００１８】電圧センサー部３は、変流器の接続されている監視電路に、並列に変圧トランス等を接続して低圧の電圧に変換する。
【００１９】電圧位相検出部４は、電圧センサー部３の正弦波の出力電圧を同じ位相の矩形波の電圧位相信号に変換する。
【００２０】ピーク電流検出部５は、前記位相信号の半周期から電路の電圧が一定閾値を超える特定の位相範囲を計算して、当該特定の位相範囲において電流信号増幅部２の電流信号が、あらかじめ高く設定した閾値Ａを超えていた場合、その半サイクル終了時にピーク電流値を出力するが、あらかじめ低く設定した閾値Ｂより低い場合はピーク電流値を０に設定して出力する。
【００２１】判定部７は、ピーク電流検出部５のピーク電流値の出力から、商用電源の３サイクル分の電流値のうち正極側、又は負極側の半サイクルのピーク値の絶対値のどちらか一方が連続して増加した場合、絶縁劣化と判定して検出信号を出力する。
【００２２】また、ピーク電流検出部５と判定部７の処理はマイコンを用いてもよい。
【００２３】閾値Ａの設置値は、絶縁劣化時に流れる電流である８０Ａ前後を設置する。閾値Ｂは、家電機器の負荷電流の大きさで動作しないように２０Ａ前後を設定する。
【００２４】以上の処理を具体的に説明すると、例えば図２に示すように、負側のピーク電流値の絶対値が３つ連続して閾値Ａを越え、かつ連続して増加しているような場合、絶縁劣化による電流が流れたと判断する。家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少する電流波形の変化と、絶縁劣化時に同極側に高い電流のピーク値が継続し、かつ増加する電流波形の変化の違いから判別ができる。
【００２５】図５に本件発明請求項２の実施例を示す。まず、電流センサー部１は、電路１３の片極を変流器に貫通させてあり、コード・プラグに生じた絶縁劣化部分に流れる特有の電流値を電圧信号に変換して出力する。
【００２６】電流信号増幅部２は、電流センサー部１の電圧信号の絶対値をとり増幅する。
【００２７】電圧センサー部３は、変流器の接続されている監視電路に、例えば並列に変圧トランス接続して低圧の電圧に変換する。
【００２８】電圧位相検出部４は、電圧センサー部３の正弦波の出力電圧を同じ位相の矩形波の電圧位相信号に変換する。
【００２９】ピーク電流検出部５は、前記位相信号の半周期から電路の電圧が一定閾値を超える特定の位相範囲を計算して、当該特定の位相範囲において電流信号増幅部２の電流信号が、あらかじめ高く設定した閾値Ａを超えていた場合、その半サイクル終了時にピーク電流値を出力するが、あらかじめ低く設定した閾値Ｂより低い場合は０を出力して、また、あらかじめ高く設定した閾値Ａより低くかつあらかじめ低く設定した閾値Ｂより高い場合は、例えば閾値Ｂを出力する。
【００３０】判定部７は、ピーク電流検出部５からピーク電流値の出力を受けて、かつ次の半サイクルでピーク電流検出部５から０の出力を受けた場合、絶縁劣化と判定して検出信号を出力する。なお、ピーク電流検出部５と判定部７の処理はマイコンを用いてもよい。
【００３１】以上の処理を具体的に説明すると、例えば図３に示すように、約１００Ａの電流が商用周波数の半波分流れているので閾値Ａを越えており、さらに次の半波ではほとんど流れていないことから閾値Ｂよりも低い電流となっているので、絶縁劣化が発生と判断する。それにより、家電機器の電源を切ったときの電流の小さな変動と、絶縁劣化が発生時に流れる電流の大きな変動の違いから判別できる。
【００３２】図５に本件発明請求項３の実施例を示す。
【００３３】まず、電流センサー部１は、電路１３の片極を変流器に貫通させてあり、コード・プラグに生じた絶縁劣化部分に流れる特有の電流値を電圧信号に変換して出力する。
【００３４】電流信号増幅部２は、電流センサー部１の電圧信号の絶対値をとり増幅する。
【００３５】電圧センサー部３は、変流器の接続されている監視電路に、例えば並列に変圧トランス接続して低圧の電圧に変換する。
【００３６】電圧位相検出部４は、電圧センサー部３の正弦波の出力電圧を同じ位相の矩形波の電圧位相信号に変換する。
【００３７】ピーク電流検出部５は、前記位相信号の半周期から電路の電圧が一定閾値を超える特定の位相範囲を計算して、当該特定の位相範囲において電流信号増幅部２の電流信号が、あらかじめ高く設定した閾値Ａを超えていた場合、その半サイクル終了時にピーク電流値を出力するが、あらかじめ低く設定した閾値Ｂより低い場合０を出力する。
【００３８】判定部７は、ピーク電流検出部５のピーク電流値の出力が３回連続して増加していた場合、絶縁劣化と判定して検出信号を出力する部分である。なお、ピーク電流検出部５と判定部７の処理はマイコンを用いてもよい。
【００３９】以上の処理を具体的に説明すると、例えば図４に示すように、半波毎の電流値の絶対値が３つ連続して閾値Ａを越え、かつ増加している場合、絶縁劣化による電流が流れたと判断する。それにより、家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少する家電機器の負荷電流と絶縁劣化による電流を区別することができる。
【００４０】図５に本件発明請求項４の実施例を示す。請求項１から請求項３の示す全て、もしくは請求項１から請求項３を選択的に合わせ持っている。請求項１から請求項３に示す複数の家電機器の負荷電流と絶縁劣化による電流を同時に区別することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少するのに対して、絶縁劣化した部分を流れる電流値は、同極側に高い電流のピーク値が継続し、かつ増加することを利用することによって絶縁劣化の検出が可能となる。
【００４２】請求項２の発明によれば、家電機器等の電源を切ったときの電流のピーク値の変化量に比べて、絶縁劣化した部分を流れる電流値の変化量の方が大きいことを利用することによって絶縁劣化の検出が可能となる。
【００４３】請求項３の発明によれば、家電機器などの電源入力時に突入電流から定常電流に移行する電流のピーク値は減少するのに対して、絶縁劣化した部分を流れる電流値は連続３半サイクルの増加することを利用することによって、絶縁劣化を検出が可能となる。
【００４４】請求項４の発明によれば、請求項４に述べた手段により、家電機器などの動作状態の変化時の電流変化と、絶縁劣化した部分を流れる電流値の変化の違いを区別することによって、絶縁劣化を検出が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１１３０７
【氏名又は名称】中国電力株式会社
【識別番号】０００１０９５９８
【氏名又は名称】テンパール工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月２９日（１９９９．７．２９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４１９９３（Ｐ２００１−４１９９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月１６日（２００１．２．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２１４８１５ |
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