JP5401333B2 - 回路異常検出装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路異常検出技術に関し、特にリレーを介して負荷回路へ電源を供給する回路における異常を検出する技術に関する。

電気ヒータなどの負荷回路に対して、リレー接点を介して電源を供給する装置では、主な回路異常の１つとしてリレー接点の溶着がある。例えば、電気ヒータを内蔵した床暖房パネルへの電源供給を制御する床暖房システムでは、床暖房パネルの表面温度に基づきリレー接点を制御して、床暖房パネルで目標温度が得られるよう、電気ヒータへの電源供給を制御している。したがって、接点劣化などの要因でリレー接点の溶着が発生した場合には、電気ヒータへの電源供給を停止する必要があり、このような回路異常を正確に検出する必要がある。

従来、このような回路異常を検出する技術として、リレー接点の両端にフォトカプラを接続し、リレー接点が開放されている状態で、リレー接点に流れる漏洩電流の有無をフォトカプラで検出することにより、リレー接点の溶着を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２００９−１６８４０４号公報

しかしながら、このような従来技術では、回路異常の１つとしてリレーの不良を検出するものであり、負荷回路の絶縁不良について正確に検出できないという問題点があった。
例えば、床暖房システムでは、床暖房パネルを設置する場合、設置工事で生じた電気ヒータの傷などが原因で、電気ヒータと接地電位（アース）との間の絶縁抵抗が不十分となる場合があり、電気的安全性が得られなくなる。このため、負荷回路の絶縁不良を正確に検出する必要がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、負荷回路の絶縁不良を正確に検出できる回路異常検出技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる回路異常検出装置は、１対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路の異常を検出する回路異常検出装置であって、電源供給線と負荷回路との間に接続されて、電源供給線と負荷回路との間で接地を介して流れる漏洩電流の大きさに応じた検出値を検出する検出部と、リレー接点の開放時に得られた検出値に基づいて、接地に対する負荷回路の絶縁劣化の有無を判定する判定部とを備えている。

この際、判定部で、リレー接点の開放時に得られた検出値を、接地に対する負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる検出値を示すしきい値と比較し、この比較結果に応じて負荷回路の絶縁劣化の有無を判定するようにしてもよい。

また、判定部で、リレー接点の開放時に得られた検出値とリレー接点の接続時に得られた検出値との差分値を算出して、接地に対する負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られるリレー接点の開放時の検出値とリレー接点の接続時に得られる検出値との差分値を示す差分しきい値と比較し、この比較結果に応じて負荷回路の絶縁劣化の有無を判定するようにしてもよい。

また、本発明にかかる回路異常検出方法は、１対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路の異常を検出する回路異常検出方法であって、電源供給線と負荷回路との間に接続されて、電源供給線と負荷回路との間で接地を介して流れる漏洩電流の大きさに応じた検出値を検出する検出ステップと、リレー接点の開放時に得られた検出値に基づいて、接地に対する負荷回路の絶縁劣化の有無を判定する判定ステップとを備えている。

この際、判定ステップで、リレー接点の開放時に得られた検出値を、接地に対する負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる検出値を示すしきい値と比較し、この比較結果に応じて負荷回路の絶縁劣化の有無を判定するようにしてもよい。

また、判定ステップで、リレー接点の開放時に得られた検出値とリレー接点の接続時に得られた検出値との差分値を算出して、接地に対する負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られるリレー接点の開放時の検出値とリレー接点の接続時に得られる検出値との差分値を示す差分しきい値と比較し、この比較結果に応じて負荷回路の絶縁劣化の有無を判定するようにしてもよい。

本発明によれば、１対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路について、負荷回路と接地との間の絶縁不良を正確に検出することができる。

第１の実施の形態にかかる回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。 ＡＣ１００Ｖでの漏洩電流を示す信号波形図である。 ＡＣ２００Ｖ単相での漏洩電流を示す信号波形図である。 絶縁抵抗と漏洩電流との関係を示すグラフである。 絶縁抵抗と検出電圧との関係を示すグラフである。 第１の実施の形態にかかる回路異常検出装置の異常判定動作を示すフローチャートである。 絶縁抵抗と検出電圧差分値との関係を示すグラフである。 第２の実施の形態にかかる回路異常検出装置の異常判定動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる回路異常検出装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる回路異常検出装置の構成を示すブロック図である。

この回路異常検出装置１０は、１対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路の異常を検出する装置である。
この回路異常検出装置１０が適用される一例として、床暖房システム１がある。床暖房システム１には、主な機能部として、回路異常検出装置１０、電気ヒータ２０、リレー接点２１，２２、温度センサ３０、制御部４０、および表示部５０が設けられている。

電気ヒータ２０は、回路異常検出装置１０の負荷回路に相当し、床暖房パネルに内蔵されて部屋の床に設置される。リレー接点２１，２２は、交流電源２からＡＣ電源が供給されている一対の電源供給線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに設けられており、制御部４０からの制御信号ＣＳに基づき接続／開放動作を行う。
制御部４０は、温度センサ３０で計測した床暖房パネルの表面温度に基づいて、制御信号ＣＳでリレー接点２１，２２を制御して、電気ヒータ２０へのＡＣ電源の供給を制御することにより、床暖房パネルを目標温度に維持する。表示部５０は、制御部４０での制御内容をＬＥＤやＬＣＤなどの表示装置で表示する。

本実施の形態は、回路異常検出装置１０において、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間に設けられて、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間で接地ＧＮＤを介して流れる漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出値として検出電圧Ｖｄを検出し、リレー接点２１，２２の開放時に得られた検出電圧Ｖｄに基づいて、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定するようにしたものである。

［発明の原理］
次に、図２および図３を参照して、本発明の原理について説明する。図２は、ＡＣ１００Ｖでの漏洩電流を示す信号波形図である。図３は、ＡＣ２００Ｖ単相での漏洩電流を示す信号波形図である。
図１の床暖房システム１において、接地ＧＮＤと電気ヒータ２０との間の絶縁抵抗ＲＩは、通常、数ＭΩあり、これらが低下した場合、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間で接地ＧＮＤを介して流れる漏洩電流Ｉｄが発生する。

図２に示すように、電源供給線Ｌ１，Ｌ２にＡＣ１００Ｖが供給されている場合、電源供給線Ｌ１，Ｌ２のうちのいずれか一方、例えば電源供給線Ｌ２が接地ＧＮＤとほぼ同じ電位となり、この電位に対して電源供給線Ｌ１の電位が正負に変化するものとなる。
したがって、電源供給線Ｌ２と絶縁抵抗ＲＩの一端Ｐ１とが、ともに接地ＧＮＤと同じ電位となるため、リレー接点２１，２２が開放されている期間において、電源供給線Ｌ１と絶縁抵抗ＲＩの他端Ｐ２との間にＡＣ１００Ｖの交流振幅に応じた電位差が生じる。

このため、リレー接点２１から電気ヒータ２０側の線路Ｌ１１を例とした場合、図１に示すように、交流電源２→接地ＧＮＤ→絶縁抵抗ＲＩ→電気ヒータ２０→線路Ｌ１１→回路異常検出装置１０→電源供給線Ｌ１→交流電源２という、接地ＧＮＤを介した経路で、漏洩電流Ｉｄが流れる。これはリレー接点２２から電気ヒータ２０側の線路Ｌ１２の場合も同様である。

ここで、電源供給線Ｌ１と絶縁抵抗ＲＩの他端Ｐ２との間に流れる漏洩電流Ｉｄは、絶縁抵抗ＲＩに応じた値となる。具体的には、図１の検出部１１によれば、電源電圧をＶｐとした場合、漏洩電流Ｉｄと絶縁抵抗ＲＩは、Ｉｄ＝Ｖｐ／（Ｒ１＋Ｒ２＋ＲＩ）という関係を持つ。この際、フォトカプラＰＣのダイオードや、ダイオードＤ１，Ｄ２での電圧降下分は、電源電圧Ｖｐに対して小さいため無視してもよい。本発明は、この点に着目し、この漏洩電流Ｉｄの大きさを検出することにより、絶縁抵抗ＲＩの低下、すなわち接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定している。

この際、電気ヒータ２０の抵抗値は、漏洩電流Ｉｄに比較して極めて小さいため、漏洩電流Ｉｄは、絶縁抵抗ＲＩの他端Ｐ２ではなく、リレー接点２１，２２から電気ヒータ２０側の線路Ｌ１１または線路Ｌ１２と電源供給線Ｌ１との間で検出すればよい。また、漏洩電流Ｉｄは交流電流となることから、ダイオードＤ１，Ｄ２で整流したいずれか一方向の漏洩電流Ｉｄを検出して積分すれば、漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた電圧を示す検出電圧Ｖｄを安定して検出できる。

また、図３に示すように、電源供給線Ｌ１，Ｌ２にＡＣ２００Ｖ単相が供給されている場合、電源供給線Ｌ１，Ｌ２の中間電位が接地ＧＮＤであることから、電源供給線Ｌ１，Ｌ２の電位は、接地ＧＮＤに対して逆位相で正負に変化するものとなる。
したがって、電源供給線Ｌ２と絶縁抵抗ＲＩの一端Ｐ１とが、ともに接地ＧＮＤと同じ電位となるため、リレー接点２１，２２が開放されている期間において、電源供給線Ｌ１と絶縁抵抗ＲＩの他端Ｐ２との間、および電源供給線Ｌ２と絶縁抵抗ＲＩの他端Ｐ２との間にＡＣ２００Ｖ単相の交流振幅に応じた電位差が生じる。

このため、ＡＣ１００Ｖと同様に、漏洩電流Ｉｄの大きさを検出することにより、絶縁抵抗ＲＩの低下、すなわち接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定できる。
この際、漏洩電流Ｉｄは電源供給線Ｌ１，Ｌ２に対して逆位相で発生する交流電流であることから、電源供給線Ｌ１，Ｌ２についてそれぞれダイオードで整流すれば、全波の漏洩電流Ｉｄが得られる。

［回路異常検出装置］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる回路異常検出装置１０の構成について詳細に説明する。
この回路異常検出装置１０には、主な機能部として、検出部１１と判定部１２が設けられている。

検出部１１は、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間に接続されて、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間で接地ＧＮＤを介して流れる漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出値として検出電圧Ｖｄを検出する機能を有している。
判定部１２は、リレー接点２１，２２の開放時に検出部１１で得られた検出電圧Ｖｄに基づいて、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定する機能を有している。

検出部１１には、線路Ｌ１１に一端が接続されて、フォトカプラＰＣのダイオードのアノード端子に他端が接続された抵抗素子Ｒ１と、フォトカプラＰＣのダイオードのカソード端子に一端が接続された抵抗素子Ｒ２と、線路Ｌ１１にカソードが接続されアノードが抵抗素子Ｒ２の他端に接続されたダイオードＤ１と、線路Ｌ１２にカソードが接続されアノードが抵抗素子Ｒ２の他端に接続されたダイオードＤ２とが設けられている。

また、検出部１１には、抵抗素子Ｒ１の他端にダイオードのアノード端子が接続され、抵抗素子Ｒ２の一端にダイオードのカソード端子が接続され、基準電位Ｖｓｓにフォトトランジスタのエミッタ端子が接続されたフォトカプラＰＣと、電源電位Ｖｄｄに一端が接続され、フォトカプラＰＣのフォトトランジスタのコレクタ端子に他端が接続された抵抗素子Ｒ３と、フォトカプラＰＣのフォトトランジスタのコレクタ端子に一端が接続され、基準電位Ｖｓｓに他端が接続された容量素子Ｃとが設けられている。

したがって、電源供給線Ｌ２が接地ＧＮＤと等しい電位であり、この電位より電源供給線Ｌ１の電位が低い場合、漏洩電流Ｉｄは、接地ＧＮＤ→絶縁抵抗ＲＩ→電気ヒータ２０→線路Ｌ１１→抵抗素子Ｒ１→フォトカプラＰＣのダイオード→ダイオードＤ１を介して電源供給線Ｌ１へ流れる。
このため、フォトカプラＰＣのフォトトランジスタは、漏洩電流Ｉｄに応じてオンし、容量素子Ｃの両端に発生する検出電圧Ｖｄは、漏洩電流Ｉｄの大きさが大きいほど電源電圧Ｖｄｄから基準電位Ｖｓｓに向かって低下する。

判定部１２には、主な機能部として、Ａ／Ｄ変換部１２Ａと比較部１２Ｂが設けられている。
Ａ／Ｄ変換部１２Ａは、検出部１１で検出された漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出電圧ＶｄをＡ／Ｄ変換する機能を有している。

比較部１２Ｂは、リレー接点２１，２２の開放時に得られた検出電圧Ｖｄを、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈまで低下した際に得られる検出電圧を示すしきい値Ｖｔｈと比較し、この比較結果に応じて電気ヒータの絶縁劣化の有無を判定する機能と、判定結果を制御部４０へ通知する機能とを有している。リレー接点２１，２２の開放期間については、制御部４０からの通知により得られる。

図４は、絶縁抵抗と漏洩電流との関係を示すグラフである。図５は、絶縁抵抗と検出電圧との関係を示すグラフである。
図４に示すように、絶縁抵抗ＲＩの抵抗値が低くなるに連れて、漏洩電流Ｉｄは単調増加する。図４において、特性７１は交流電源２がＡＣ１００Ｖの場合を示し、特性７２は交流電源２がＡＣ２００Ｖ単相の場合を示している。また、図５に示すように、絶縁抵抗ＲＩの抵抗値が低くなるに連れて、検出部１１で得られる検出電圧Ｖｄは単調減少する。図５において、特性７３は交流電源２がＡＣ１００Ｖの場合を示し、特性７４は交流電源２がＡＣ２００Ｖ単相の場合を示している。

下限値ＲＩｔｈは、絶縁抵抗ＲＩが取りうる値のうち良好な絶縁状態が得られる正常範囲７０の下限値、すなわち絶縁不良と判定する境界の値を示しており、絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈを下回った場合、電気ヒータ２０での絶縁不良が発生していると判定される。
しきい値Ｖｔｈは、このような下限値ＲＩｔｈに基づき絶縁抵抗ＲＩの良・不良を判定するためのしきい値であり、絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈとなった際に検出部１１で得られる検出値、すなわち検出電圧Ｖｄの値を示している。

この際、図５に示すように、交流電源２がＡＣ１００Ｖの場合とＡＣ２００Ｖ単相の場合とで特性７３，７４が異なるため、しきい値Ｖｔｈもそれぞれ異なる。したがって、交流電源２として、ＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖ単相のいずれか一方が利用される可能性がある場合、比較部１２Ｂに対して交流電源２としていずれを用いているか入力し、この入力に応じてしきい値Ｖｔｈを切り替えて用いればよい。
図１の床暖房システム１の場合、電源供給線Ｌ１，Ｌ２から各回路の動作電源を生成する電源回路（図示せず）として、このような電源判定機能を持つものを利用して、制御部４０へ電源判定結果が入力されており、この電源判定結果を比較部１２Ｂに対して入力すればよい。

これらＡ／Ｄ変換部１２Ａや比較部１２Ｂについては、専用の電子回路を用いて構成してもよいが、Ａ／Ｄ変換機能を有するＣＰＵで構成してもよい。また、このＣＰＵは、制御部４０で用いるＣＰＵで構成してもよい。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図６を参照して、本実施の形態にかかる回路異常検出装置１０の動作について説明する。図６は、第１の実施の形態にかかる回路異常検出装置の異常判定動作を示すフローチャートである。
ここでは、交流電源２から電源供給線Ｌ１，Ｌ２に対してＡＣ１００Ｖが供給されており、このうち電源供給線Ｌ２に対して接地ＧＮＤと等しい電位が供給されているものとする。

検出部１１では、常時、線路Ｌ１１から抵抗素子Ｒ１を介して流れ込む漏洩電流Ｉｄに応じてフォトカプラＰＣが動作し、漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出値を示す検出電圧Ｖｄが容量素子Ｃに蓄積される。
判定部１２のＡ／Ｄ変換部１２Ａは、検出部１１で得られた検出電圧Ｖｄを取り込んでＡ／Ｄ変換し、得られた検出電圧データを比較部１２Ｂへ出力する。

比較部１２Ｂは、制御部４０からの通知に応じてリレー接点２１，２２の開放期間を判断し（ステップ１００）、リレー接点２１，２２の開放期間中である場合には（ステップ１００：ＹＥＳ）、Ａ／Ｄ変換部１２Ａから検出電圧データを定期的に取得して（ステップ１０１）、予め設定されているしきい値Ｖｔｈと比較する（ステップ１０２）。

ここで、検出電圧データがしきい値Ｖｔｈを下回る場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、比較部１２Ｂは、絶縁不良発生を制御部４０へ通知する（ステップ１０３）。これにより、制御部４０は、電気ヒータ２０で接地ＧＮＤとの絶縁不良が発生したことを表示部５０で警報表示する。ステップ１０３の後、ステップ１００へ戻って新たな検出電圧に対する判定を実行する。
また、検出電圧データがしきい値Ｖｔｈ以上の場合（ステップ１０２：ＮＯ）、ステップ１００へ戻って新たな検出電圧に対する判定を実行する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、検出部１１により、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ（負荷回路）２０との間に接続されて、電源供給線Ｌ１，Ｌ２と電気ヒータ２０との間で接地ＧＮＤを介して流れる漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出電圧Ｖｄ（検出値）を検出し、判定部１２により、リレー接点２１，２２の開放時に得られた検出値に基づいて、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定するようにしたので、電気ヒータ２０の絶縁不良を正確に検出できる。

また、本実施の形態では、判定部１２により、リレー接点２１，２２の開放時に得られた検出値（検出電圧Ｖｄ）を、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁抵抗ＲＩが正常範囲の下限値となった際に得られる検出値を示すしきい値Ｖｔｈと比較し、この比較結果に応じて電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定するようにしたので、簡素な回路構成で電気ヒータ２０の絶縁不良を精度よく検出することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる回路異常検出装置について説明する。
第１の実施の形態では、判定部１２において、リレー接点２１，２２の開放時に検出部１１で検出した検出電圧Ｖｄに基づいて絶縁不良の有無を判定する場合を例として説明した。本実施の形態では、リレー接点２１，２２の開放時と接続時に得られた２つの検出電圧Ｖｄの差分値に基づいて絶縁不良の有無を判定する場合について説明する。

前述の図５に示したように、絶縁抵抗ＲＩに対する正常範囲の下限値ＲＩｔｈが小さい場合、絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈ付近まで低下した際に得られる検出電圧Ｖｄも小さくなる。このため、例えば交流電源２の変動やフォトカプラＰＣの温度特性など、絶縁抵抗ＲＩ以外の要因による検出電圧Ｖｄの変動成分が大きくなる。したがって、大きな変動成分を含む検出電圧Ｖｄを、固定的に設定されているしきい値Ｖｔｈと比較することにより、絶縁不良の有無を正確に判定するのは難しくなる。

このような検出電圧Ｖｄの変動は、リレー接点２１，２２の開放時だけでなく、リレー接点２１，２２の接続時の検出電圧Ｖｄにも同様に発生する。本実施の形態は、リレー接点２１，２２の開放時と接続時における２つの検出電圧Ｖｄｏｆｆ，Ｖｄｏｎの差分値ΔＶｄを求めることにより、これら検出電圧Ｖｄｏｆｆ，Ｖｄｏｎに含まれる変動成分をキャンセルして抑制できることに着目し、この差分値ΔＶｄと対応する差分しきい値ΔＶｄｔｈとを比較することにより、絶縁劣化の有無を判定している。

本実施の形態にかかる比較部１２Ｂは、リレー接点２１，２２の開放時に得られた検出電圧Ｖｄｏｆｆとリレー接点２１，２２の接続時に得られた検出電圧Ｖｄｏｎとの差分値ΔＶｄ＝Ｖｄｏｆｆ−Ｖｄｏｎを算出する機能と、この差分値ΔＶｄを、接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁抵抗ＲＩが正常範囲の下限値ＲＩｔｈまで低下した際に得られる差分値ΔＶｄを示す差分しきい値ΔＶｔｈと比較し、この比較結果に応じて電気ヒータの絶縁劣化の有無を判定する機能とを有している。リレー接点２１，２２の開放・接続期間については、制御部４０からの通知により得られる。

図７は、絶縁抵抗と検出電圧差分値との関係を示すグラフである。図７に示すように、絶縁抵抗ＲＩの抵抗値が低くなるに連れて、検出部１１で得られる検出電圧Ｖｄの差分値ΔＶｄは単調減少する。図６において、特性７５は交流電源２がＡＣ１００Ｖの場合を示し、特性７６は交流電源２がＡＣ２００Ｖ単相の場合を示している。

下限値ＲＩｔｈは、絶縁抵抗ＲＩが取りうる値のうち良好な絶縁状態が得られる正常範囲７０の下限値、すなわち絶縁不良と判定する境界の値を示しており、絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈを下回った場合、電気ヒータ２０での絶縁不良が発生していると判定される。
差分しきい値ΔＶｔｈは、このような下限値ＲＩｔｈに基づき絶縁抵抗ＲＩの良・不良を判定するためのしきい値であり、絶縁抵抗ＲＩが下限値ＲＩｔｈとなった際に検出部１１で得られる検出電圧Ｖｄから求まる差分値ΔＶｄを示している。

この際、図７に示すように、交流電源２がＡＣ１００Ｖの場合とＡＣ２００Ｖ単相の場合とで特性７５，７６が異なるため、差分しきい値ΔＶｔｈもそれぞれ異なる。したがって、交流電源２として、ＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖ単相のいずれか一方が利用される可能性がある場合、比較部１２Ｂに対して交流電源２としていずれを用いているか入力し、この入力に応じて差分しきい値ΔＶｔｈを切り替えて用いればよい。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかる回路異常検出装置１０の動作について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる回路異常検出装置の異常判定動作を示すフローチャートである。
ここでは、交流電源２から電源供給線Ｌ１，Ｌ２に対してＡＣ１００Ｖが供給されており、このうち電源供給線Ｌ２に対して接地ＧＮＤと等しい電位が供給されているものとする。

検出部１１では、常時、線路Ｌ１１から抵抗素子Ｒ１を介して流れ込む漏洩電流Ｉｄに応じてフォトカプラＰＣが動作し、漏洩電流Ｉｄの大きさに応じた検出値を示す検出電圧Ｖｄが容量素子Ｃに蓄積される。
判定部１２のＡ／Ｄ変換部１２Ａは、検出部１１で得られた検出電圧Ｖｄを取り込んでＡ／Ｄ変換し、得られた検出電圧データを比較部１２Ｂへ出力する。

比較部１２Ｂは、定期的にＡ／Ｄ変換部１２Ａから検出電圧データを取得し（ステップ２００）、制御部４０からの通知に応じてリレー接点２１，２２の開放期間を判断する（ステップ２０１）。ここで、リレー接点２１，２２の開放期間中である場合には（ステップ２０１：ＹＥＳ）、取得した検出電圧データを開放時検出電圧データＶｄｏｆｆとして記憶部（図示せず）へ保存する（ステップ２０２）。
一方、リレー接点２１，２２の接続期間である場合には（ステップ２０１：ＮＯ）、取得した検出電圧データを接続時検出電圧データＶｄｏｎとして記憶部へ保存する（ステップ２０３）。

この後、比較部１２Ｂは、記憶部から開放時検出電圧データＶｄｏｆｆと接続時検出電圧データＶｄｏｎを読み出して、これら検出電圧データの差分値ΔＶｄを算出し（ステップ２０４）、予め設定されている差分しきい値ΔＶｔｈと比較する（ステップ２０５）。

ここで、差分値ΔＶｄが差分しきい値ΔＶｔｈを下回る場合（ステップ２０５：ＹＥＳ）、比較部１２Ｂは、絶縁不良発生を制御部４０へ通知する（ステップ２０６）。これにより、制御部４０は、電気ヒータ２０で接地ＧＮＤとの絶縁不良が発生したことを表示部５０で警報表示する。ステップ２０６の後、ステップ２００へ戻って新たな検出電圧に対する判定を実行する。
また、差分値ΔＶｄが差分しきい値ΔＶｔｈ以上の場合（ステップ２０５：ＮＯ）、ステップ２００へ戻って新たな検出電圧に対する判定を実行する。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、判定部１２Ｂにより、リレー接点２１，２２の接続時に得られた検出電圧（検出値）Ｖｄｏｎとリレー接点２１，２２の開放時に得られた検出電圧（検出値）Ｖｄｏｆｆとの差分値ΔＶｄを算出して、リレー接点２１，２２の接続時に得られる検出電圧Ｖｄｏｎと接地ＧＮＤに対する電気ヒータ２０の絶縁抵抗ＲＩが正常範囲の下限値ＲＩｔｈまで低下した際に得られるリレー接点２１，２２の開放時の検出電圧Ｖｄｏｆｆとの差分値を示す差分しきい値ΔＶｔｈと比較し、この比較結果に応じて電気ヒータ２０の絶縁劣化の有無を判定している。

したがって、リレー接点２１，２２の開放時の検出電圧Ｖｄｏｆｆとリレー接点２１，２２の接続時の検出電圧Ｖｄｏｎの両方に含まれている、交流電源２の変動やフォトカプラＰＣの温度特性など、絶縁抵抗ＲＩ以外の要因による変動成分が、両者の差分値ΔＶｄを算出することにより低減させることができる。このため、絶縁抵抗ＲＩに対する正常範囲の下限値ＲＩｔｈが小さい場合でも、絶縁不良の有無を正確に判定できる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

以上の各実施の形態では、回路異常検出装置１０の判定部１２において、電気ヒータ（負荷回路）２０での絶縁不良の有無を判定する場合について説明したが、リレー接点２１，２２の溶着有無についても判定するようにしてもよい。
図１において、リレー接点２１，２２のいずれか一方が接点劣化などの要因で溶着した場合、リレー接点２１，２２の開放時に、回路異常検出装置１０の検出部１１に対して漏洩電流Ｉｄが流れる。

例えば、リレー接点２１が溶着した際、電源供給線Ｌ２が接地ＧＮＤと等しい電位であり、この電位より電源供給線Ｌ１の電位が高い場合、漏洩電流Ｉｄは、電源供給線Ｌ１→リレー接点２１→線路Ｌ１１→抵抗素子Ｒ１→フォトカプラＰＣのダイオード→ダイオードＤ２を介して電源供給線Ｌ２へ流れる。
また、例えば、リレー接点２２が溶着した際、電源供給線Ｌ２が接地ＧＮＤと等しい電位であり、この電位より電源供給線Ｌ１の電位が低い場合、漏洩電流Ｉｄは、電源供給線Ｌ２→リレー接点２２→線路Ｌ１２→電気ヒータ２０→線路Ｌ１１→抵抗素子Ｒ１→フォトカプラＰＣのダイオード→ダイオードＤ１を介して電源供給線Ｌ１へ流れる。

ここで、このようなリレー接点２１，２２の溶着による漏洩電流Ｉｄは、前述した電気ヒータ２０の絶縁不良による漏洩電流Ｉｄに比較して、極めて大きく、リレー接点２１，２２の接続時における漏洩電流Ｉｄとほぼ同じ大きさである。
このため、検出部１１では、前述した図５のうち、絶縁抵抗ＲＩの値がほぼゼロとなった状態と同じ程度の、絶縁不良判定用のしきい値Ｖｔｈより低い検出電圧Ｖｄが得られる。

したがって、第１の実施の形態の場合には、絶縁不良判定用のしきい値Ｖｔｈより低い電圧値からなる溶着判定用のしきい値Ｖｒｔｈを別個に設定しておき、例えば図６のステップ１０２：ＮＯの後、判定部１２により、リレー接点２１，２２の開放時に検出部１１で得られた検出電圧（検出値）Ｖｄと比較し、この検出電圧Ｖｄが溶着判定用しきい値Ｖｒｔｈを下回った場合、リレー接点２１，２２で溶着が発生していると判定することができる。これにより、電気ヒータ２０の絶縁不良だけでなくリレー接点２１，２２の溶着についても、検出することができる。

また、第２の実施の形態の場合、前述した図７のうち、絶縁抵抗ＲＩの値がほぼゼロとなった状態と同じ程度の、絶縁不良判定用の差分しきい値ΔＶｔｈより低い差分値ΔＶｄが得られる。
したがって、絶縁不良判定用の差分しきい値ΔＶｔｈより低い差分電圧値からなる溶着判定用の差分しきい値ΔＶｒｔｈを別個に設定しておき、例えば図８のステップ２０５：ＮＯの後、判定部１２により、リレー接点２１，２２の開放時に検出部１１で得られた差分値ΔＶｄと比較し、この差分値ΔＶｄが溶着判定用差分しきい値ΔＶｒｔｈを下回った場合、リレー接点２１，２２で溶着が発生していると判定することができる。これにより、電気ヒータ２０の絶縁不良だけでなくリレー接点２１，２２の溶着についても、検出することができる。

１…床暖房システム、２…交流電源、１０…回路異常検出装置、１１…検出部、１２…判定部、１２Ａ…Ａ／Ｄ変換部、１２Ｂ…比較部、２０…電気ヒータ（負荷回路）、２１，２２…リレー接点、３０…温度センサ、４０…制御部、５０…表示部、Ｌ１，Ｌ２…電源供給線、Ｌ１１，Ｌ１２…線路、ＣＳ…制御信号、ＲＩ…絶縁抵抗、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗素子、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、ＰＣ…フォトカプラ、Ｃ…容量素子、Ｉｄ…漏洩電流、Ｖｄ…検出電圧（検出値）、Ｖｔｈ…しきい値、Ｖｄｏｆｆ…検出電圧（リレー接点開放時）、Ｖｄｏｎ…検出電圧（リレー接点接続時）、ΔＶｄ…差分値、ΔＶｔｈ…差分しきい値、ＧＮＤ…接地。

Claims (6)

1. １対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路の異常を検出する回路異常検出装置であって、
   前記電源供給線と前記負荷回路との間に接続されて、前記電源供給線と前記負荷回路との間で接地を介して流れる漏洩電流の大きさに応じた検出値を検出する検出部と、
   前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値に基づいて、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定する判定部と
   を備えることを特徴とする回路異常検出装置。
2. 請求項１に記載の回路異常検出装置において、
   前記判定部は、前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値を、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる前記検出値を示すしきい値と比較し、この比較結果に応じて前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定することを特徴とする回路異常検出装置。
3. 請求項１に記載の回路異常検出装置において、
   前記判定部は、前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値と前記リレー接点の接続時に得られた前記検出値との差分値を算出して、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる前記リレー接点の開放時の前記検出値と前記リレー接点の接続時に得られる前記検出値との差分値を示す差分しきい値と比較し、この比較結果に応じて前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定することを特徴とする回路異常検出装置。
4. １対の電源供給線のそれぞれに設けられた２つのリレー接点を介して当該電源供給線の電源が供給される負荷回路の異常を検出する回路異常検出方法であって、
   前記電源供給線と前記負荷回路との間に接続されて、前記電源供給線と前記負荷回路との間で接地を介して流れる漏洩電流の大きさに応じた検出値を検出する検出ステップと、
   前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値に基づいて、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定する判定ステップと
   を備えることを特徴とする回路異常検出方法。
5. 請求項４に記載の回路異常検出方法において、
   前記判定ステップは、前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値を、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる前記検出値を示すしきい値と比較し、この比較結果に応じて前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定することを特徴とする回路異常検出方法。
6. 請求項４に記載の回路異常検出方法において、
   前記判定ステップは、前記リレー接点の開放時に得られた前記検出値と前記リレー接点の接続時に得られた前記検出値との差分値を算出して、前記接地に対する前記負荷回路の絶縁抵抗が正常範囲の下限値まで低下した際に得られる前記リレー接点の開放時の前記検出値と前記リレー接点の接続時に得られる前記検出値との差分値を示す差分しきい値と比較し、この比較結果に応じて前記負荷回路の絶縁劣化の有無を判定することを特徴とする回路異常検出方法。

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