JP7072982B2

JP7072982B2 - 放電事故検出構造

Info

Publication number: JP7072982B2
Application number: JP2018077463A
Authority: JP
Inventors: 淳史宮本
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2022-05-23
Anticipated expiration: 2038-04-13
Also published as: JP2019184479A

Description

本発明は、放電事故検出構造に関するものである。

ブレーカに接続される電路において、ケーブルの劣化や短絡事故が起こった場合には、トラッキングや極間のショート、断線、地絡などの放電事故が発生する。例えば、トラッキングが生じることによって、コンセントに形成しているプラグ間の電路でアーク等の放電が発生することがある。この対応策として、電線に重畳するノイズを検出してブレーカを遮断することがなされている。ところが、開閉スイッチのON・OFFによっても電路に放電ノイズが重畳するため、その放電ノイズを検出して放電事故と判定させてしまう虞があった。そこで、特許文献１に記載されているように、スイッチングノイズによる周波数成分を除去して放電事故の発生の有無を判定する方法などが開発されている。

特開２０１４－１３４４４５号公報

ところで、放電事故の発生の判定は、比較的簡便に精度良く行うことが望まれている。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、放電事故の発生の判定を比較的簡便に精度良く行えるようにすることである。

上記課題を解決するため、負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出するフィルタ部と、放電の検出前及び検出後の電流を検出する電流検出器と、放電の検出と、放電の検出前と検出後の電流の変動の有無を要素として放電事故の有無の判定を行う判定部と、を備えた放電事故検出構造とする。

また、判定部は、電流検出器から検出した電路の通電電流に関し放電の検出前と検出後の通電電流に変動がないと判断される場合は、放電事故が発生したと判定する構成とすることが好ましい。

また、判定部は、電流検出器から検出した電路の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動があると判断される場合は、放電事故ではないと判定する構成とすることが好ましい。

また、フィルタ部は電線の電圧や電流に重畳する閾値以上のノイズレベルの検出により放電の発生を検出する構成とすることが好ましい。

また、フィルタ部は、高周波帯域のノイズを通過させるハイパスフィルタであり、前記フィルタ部における通電の検出により放電の発生を検出する構成とすることが好ましい。

本発明では、開閉スイッチのノイズ、又は、放電事故の発生の判定を比較的簡便に精度良く行えるようにすることが可能となる。

放電事故検出構造を備えたブレーカを表したブロック図である。電流検出器が検知する電流と、フィルタ部が検知するノイズと、の経時変化の例を表す図である。ただし、上側の部分で電流検出器が検知する検知結果を表し、下側の部分でフィルタ部が検知する検知結果を表している。放電事故検出構造を備えたブレーカを表した、図１と異なるブロック図である。放電事故検出構造を備えた放電事故検出装置とブレーカが接続された状態を表したブロック図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図４に示されていることから理解されるように、本実施形態の放電事故検出構造１は、電路２の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出するフィルタ部３と、放電の検出前及び検出後の電流を検出する電流検出器７と、放電の検出と、放電の検出前と検出後の電流の変動の有無を要素として放電事故の有無の判定を行う判定部５と、を備えている。このため、放電事故の発生の判定を比較的簡便に精度良く行えるようにすることが可能となる。

ここで、図１を例に放電事故検出構造１について説明する。図１における放電事故検出構造１は、ブレーカ９に組み込まれている。実施形態では、開閉スイッチ９１の二次側にフィルタ部３が設けられている。放電が生じると、ブレーカ９と負荷となるＯＮ・ＯＦＦ操作を行うことが多いドライヤーや掃除機など電気機器が接続される電路２の電圧又は電流にノイズが重畳するが、フィルタ部３がこの閾値以上のノイズレベルを検出することにより放電を検出する。また、後述する図３に示すような高周波帯域のノイズを通過させるハイパスフィルタを使うものでも良く、フィルタ部３における通電の検出により放電の発生を検出することができる。なお、ノイズの発生時間も計測しておくことで、ノイズの発生時間とノイズレベルとを合わせて放電を判定するものであっても良い。なお、このままでは、放電は、電気機器のスイッチノイズであるか、トラッキングや極間のショート、断線、地絡などの放電事故におけるものであるかは判定できない。

また、図１における放電事故検出構造１は、フィルタ部３の二次側に、電路２の電流を検出する電流検出器７が設けられている。この電流検出器７は、放電の検出前及び検出後の電流を検出することができる。また、フィルタ部３と電流検出器７に接続された判定部５を備えている。この判定部５では、放電の検出と、放電の検出前と検出後の電流の変動の有無を要素として放電事故の有無の判定を行うが、放電事故があったと判定された場合、開閉スイッチ９１を開くように制御する。なお、開閉スイッチ９１の一次側にはローパスフィルタ１９が設けられており、ローパスフィルタ１９の一次側からフィルタ部３にノイズが入り込むことや、ブレーカ９の負荷側で放電事故が発生した場合のノイズが他のブレーカ９へ回りこむことを抑制している。

フィルタ部３で検出した波形は図２の下側に示すように検出される。ただし、この波形におけるノイズは何に起因するものであるのかがはっきりしない。そこで、本発明では、ノイズが生じたタイミングの前後、つまりは放電の検出前及び検出後の電流を検出するものとしている。図２の上側に電流値の変動例を示しているが、この図では、はじめは電流が流れておらず、後に交流電流が一定期間流れ、その後に再び電流が流れなくなったことを示している。概略真横に延びる直線が表す部分では、電流が流れておらず、それ以外の概略波形で表された部分では電流が流れている。また、判定部５の電流に変動があるとの判定は、例えば、判定部５にデータマイニング機能を持たせておき、過去の通常時における電流値を記録しておき、その電流差が著しい場合のときに、電流に変動があると判定するものであることが好ましい。というのも、電気機器によっては待機電流が発生する場合があるが、データマイニング機能により記録された情報を用いれば、待機電流が発生しても電流に変動があると判定しないようにすることができるからである。

図２の（ａ）で表されたタイミングでは、例えば、コンセントにドライヤーなどの電気機器のプラグを差し込んだままの状態で、電流検出器７で測定できる部分に電流が流れていない。このタイミングでフィルタ部３がノイズを検出したということは、フィルタ部３で放電を検出し、電流検出器７での電流値が放電前後で電流が大きく変動していない、すなわち電流差がないことを判定部５で検出し、トラッキングなどにより放電事故が生じていることを意味している。

図２の（ｂ）で表されたタイミングでは、例えば、ドライヤーなどの電気機器をＯＮ操作した状態で、電流検出器７で測定できる部分に電流が流れ始めている。このタイミングにフィルタ部３で検出されたノイズは、フィルタ部３で放電を検出し、電流検出器７での電流値が放電前後で電流が大きく変動している、すなわち電流差が発生していることを判定部５で検出し、開閉スイッチ９１が閉じられたことによって生じたノイズであり、放電事故ではないことを意味している。

図２の（ｃ）で表されたタイミングは、例えば、ドライヤーなどの電気機器を使用中の状態で、電流検出器７で測定できる部分に電流が流れている最中である。このタイミングにフィルタ部３でノイズが検出されたということは、フィルタ部３で放電を検出し、電流検出器７での電流値が放電前後で電流が大きく変動していない、すなわち電流差が発生ないことを判定部５で検出し、トラッキングなどにより放電事故が生じていることを意味している。

図２の（ｄ）で表されたタイミングでは、例えば、ドライヤーなどの電気機器をＯＦＦ操作した状態で、電流検出器７で測定できる部分に電流が流れなくなっている。このタイミングにフィルタ部３で検出されたノイズは、フィルタ部３で放電を検出し、電流検出器７での電流値が放電前後で電流が大きく変動していない、すなわち電流差がないことを判定部５で検出し、開閉スイッチ９１が閉じられたことによって生じたノイズであり、放電事故ではないことを意味している。

実施形態の判定部５は、電流検出器７から検出した電路２の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動がないと判断される場合は、放電事故が発生したと判定し、電流検出器７から検出した電路２の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動がある、すなわち、放電の検出前と検出後の電流差に著しい差があったと判断される場合は、開閉スイッチ９１の動作がなされたと判定する。

ところで、図１に示す例とは異なる態様とすることも可能である。例えば図３に示す例でも放電事故検出構造１を用いて、開閉スイッチ９１をコントロールできる。図３に示す例では、ブレーカ９の内部に放電事故検出構造１を備えているが、このブレーカ９の開閉スイッチ９１の二次側にローパスフィルタ１９を設けている。また、判定部５から送られてきた信号を受け、開閉スイッチ９１を開くように操作する遮断部８１を、判定部５とは別に備えている。なお、放電事故検出構造１を備えたブレーカ９は、外部に警報表示可能な警報表示部８２を備えており、この警報表示部８２は、判定部５が放電事故があると判定したときに作動する。

図３に示す例におけるフィルタ部３はハイパスフィルタであり、このハイパスフィルタは、電路２間に渡すように抵抗１２とコンデンサ１３を配置している。また、抵抗１２間の電圧を検出することができる検出部１４を備えている。ハイパスフィルタに備えられたコンデンサ１３は、交流回路の周波数が低くなると流れ難いという特性を備えている。このため、低周波帯域では電流が流れず、検出部１４では電流（抵抗１２間の電圧）を検出することができない。一方、高周波帯域では電流が流れ、検出部１４で電流（抵抗１２間の電圧）を検出することができる。したがって、検出部１４による検出により放電が発生したか否かを判定することができる。

放電事故検出構造１は、ブレーカ９に組み込まれている必要は無く、放電事故検出構造１を備えた放電検出装置８９をブレーカ９とは別体に設けても良い。図４に示す例ではブレーカ９の二次側に放電検出装置８９を接続している。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。

１放電事故検出構造
２電路
３フィルタ部
５判定部
９１開閉スイッチ

Claims

負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出するフィルタ部と、
放電の検出前及び検出後の電流を検出する電流検出器と、
放電の検出と、放電の検出前と検出後の電流の変動の有無を要素として放電事故の有無の判定を行う判定部と、を備え、
前記判定部は、
前記電流検出器から検出した前記電路の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動がないと判断される場合は、放電事故が発生したと判定する放電事故検出構造。
前記判定部は、
前記電流検出器から検出した前記電路の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動があると判断される場合は、放電事故ではないと判定する請求項１記載の放電事故検出構造。
負荷に接続される電路の電圧又は電流に重畳するノイズから放電を検出するフィルタ部と、
放電の検出前及び検出後の電流を検出する電流検出器と、
放電の検出と、放電の検出前と検出後の電流の変動の有無を要素として放電事故の有無の判定を行う判定部と、を備え、
前記判定部は、
前記電流検出器から検出した前記電路の通電電流に関し、放電の検出前と検出後の通電電流に変動があると判断される場合は、放電事故ではないと判定する放電事故検出構造。
前記フィルタ部は電線の電圧や電流に重畳する閾値以上のノイズレベルの検出により放電の発生を検出する請求項１から３の何れかに記載の放電事故検出構造。
前記フィルタ部は、高周波帯域のノイズを通過させるハイパスフィルタであり、
前記フィルタ部における通電の検出により放電の発生を検出する請求項１から３の何れかに記載の放電事故検出構造。