JP2007059115A - 非常照明自動点検システム - Google Patents

Abstract

【課題】 非常灯照明器具のランプ等部品寿命を予測して効率的に交換が行える非常灯自動点検システムを提供する。
【解決手段】 ランプ１１と、常用時に商用電源によりランプ１１を点灯させる常用ブロック１２と、非常時においてランプ１３を点灯させるための非常ブロック１４と、前記非常時において非常ブロック１４に対して電力供給を行う２次電池１５と、非常ブロック１４により強制的にランプ１３を点灯させて２次電池５の点検を行う点検部１７とを具備した照明器具１を有する。また、複数の照明器具１に対し通信線１９を介して順次あるいは任意に点検指示を行う制御手段２１と、得られた各照明器具１の点検情報を記憶する記憶手段２２と、を具備した上位制御装置２を有する。そして、照明器具１から得られる各部品の異常発生確率から正常な照明器具１の部品交換時期を診断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、非常灯や誘導灯のように常用の電源が停電したときに、２次電池などの非常用の電源でランプを点灯する非常ブロックを備えた非常照明自動点検システムに関するものである。

誘導灯や非常灯のように非常用の照明装置は、火災や地震等による商用電源が遮断された停電時に、２次電池などの非常用の電源でランプを点灯（非常点灯）させるものである。２次電池による非常点灯が正常に行われるか否かの点検を定期的に行うように消防庁告示及び建築基準法等で義務づけられている。

従来、非常用の電源で例えば２０分または６０分間点灯できるかどうかを、非常灯の点検スイッチ、例えばプルダウンスイッチにおもりをつるすことで、非常用の電池から電力供給してランプを点灯して点検していた。このような点検は、ひとつひとつの非常灯に対しておもりをつるして点検する作業が非常に手間であった。また、一般に非常灯や誘導灯は建物内の複数個所に設置されているから、それら複数の装置をひとつひとつ見て回って点検しなければならないことからも、非常に手間のかかる作業であった。

そこで、非常用照明器具の自動点検装置を行えるようにした非常灯自動点検装置は、誘導灯などの防災用のランプと、内蔵または別設の２次電池などの非常用電源とを備えている。そして、通常時は商用電源からの電力供給によってランプを点灯させ、商用電源からの電力供給が遮断された非常時や、電源切り替えスイッチ（ＳＷ）などにより商用電源から非常用電源に切り替えられた時に、非常用電源からランプを点灯させることのできる交流直流兼用の点灯装置と、人などが手動により行える点検用のスイッチ（点検ＳＷ）と、通信などの別手段により点検用のスイッチを入り切りできる点検機能を備えている。

さらに、非常灯自動点検装置は、各部検出回路などにより常時ランプまたは非常用電源の状態を監視し続ける監視機能を設けている。この監視機能による常時監視結果と所定時間以上ランプを非常用電源で点灯させる点検による点検結果とを総合的に評価する判断部を有する。判断部で常時監視結果と点検結果とを総合的に評価することでランプまたは非常用電源の状態、すなわち各点検の結果の良し悪しを判断する。さらに、この判断部に接続されて外部からの信号を受信したり、点検結果や各誘導灯自身の状態を送信したりできる通信部を有する。

このように複数の照明器具に通信部を設けて、これらの各照明器具と制御装置とを接続し、それらとの間でデータの授受や、制御したり、監視したりする非常灯自動点検システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の非常灯自動点検装置では、各照明器具に対して点検命令を送信したり、その点検が終わってから、その点検結果のデータを保存する。また、保存した点検結果又は監視結果のデータの履歴に基づいて照明器具における異常の有無を判断する判断手段を具備している。

この特許文献１の発明によれば、点検者が点検時間を計測する手間及び建物内に点在する非常用の照明装置の点検スイッチを操作して回る手間を省略し、点検作業の省力化を図ることができる。また、２次電池の点検結果と常時監視している照明負荷の状態結果を総合的に判断して精度の高い検査結果を得ることができる。すなわち、単一の特性値の情報では判断が難しい電池異常判定を、ランプ異常情報やその他点検で得られる情報とを総合的に見て判断することで、極めて精度良く２次電池の寿命を判断できる。同様に、非常時にランプを点灯させる為の非常電源となる２次電池においても、ランプや照明器具の異常を検出して制御装置（親機）に履歴として記憶装置に集約・蓄積することで、作業者はある時点までに制御装置に集約・蓄積された異常情報を基に不良部品の交換を行う。例えば１つの電力系統に接続される照明器具が５０台程度あったとした時に、ランプが５本程度切れたことを確認して交換する。
特開２００４−１１９１５１号

上述の非常照明自動点検システムでは、作業者はある時点までに制御装置に集約・蓄積された異常情報を基に不良部品の交換を行うようにしていた。例えば１つの電力系統に接続される照明器具が５０台程度あったとした場合に、ランプが５本程度切れたことを確認して交換するやり方をしていたとする。すると、これらの照明器具のランプ切れすべてを確認して一通り交換する場合、寿命時間を１２０００時間程度と考えると、この時間前後において交換回数として合計１０回、集中的に交換業務が増えることになり、メンテナンス効率が悪くて作業者の負担は大きなものとなっていた。特に、照明器具の設置環境によっては、交換作業そのものが困難で危険を伴うような場所がある場合はなおさらであった。

そこで、ランプ寿命を予測して効率的に交換することが考えられる。ランプ寿命を判断するという発明は過去、多く出願されており、それらは回路単体の制御を用いたり、寿命そのものを通知したりという発明の出願が目立つ。またこのような自動点検システムにおいてもランプ切れを通知する発明の出願はなされているが、ランプ寿命を予測しつつ交換のタイミングを決定するという出願はこれまでなかった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ランプ寿命を予測して効率的に交換が行える非常灯自動点検システムを提供することである。

請求項１に係る非常灯自動点検システムは、光源となる照明負荷と、常用時に商用電源により照明負荷を点灯させる常用ブロックと、停電などにより外部から電力供給が行われない非常時において照明負荷を点灯させるための非常ブロックと、前記非常時において照明負荷を点灯させるために非常ブロックに対して電力供給を行う２次電池と、非常ブロックにより所定の点検時間以上強制的に照明負荷を点灯させて２次電池の点検を行う点検手段とを具備した照明器具と、複数の該照明器具に対し通信線を介して順次あるいは任意に点検指示を行う制御手段と、得られた各照明器具の点検情報を記憶する記憶手段と、を有する上位制御装置とから構成される非常照明自動点検システムにおいて、各照明器具から得られる各部品の異常発生確率から正常な照明器具の部品交換時期を診断することを特徴とする。

請求項２に係る非常灯自動点検システムは、請求項１記載の非常灯自動点検システムにおいて、異常信号により交換する部品は、照明負荷、２次電池、常用ブロック、非常ブロックであることを特徴とする。

本発明の請求項１の非常灯自動点検システムによれば、照明器具の補修部品の寿命を予測して効率的に交換が行えるので、メンテナンスの手間を省力化できる。

請求項２に係る非常灯自動点検システムによれば、請求項１記載の効果に加え、非常照明器具を構成するランプ、２次電池、常用ブロック、異常ブロックのメンテナンスの手間を省力化できる。

次に、本発明の最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る非常灯自動点検システムの一実施例の構成を示すブロック図、図２は蒐集したランプ寿命の頻度分布曲線である。図に示すように、非常灯自動点検システムは、照明器具１と上位制御装置２とから構成されている。

照明器具１は、このシステムの光源となる照明負荷（ランプ）１１と、常用時に商用電源により照明負荷１１を点灯させる常用ブロック１２と、停電などにより外部から電力供給が行われない非常時において非常用の照明負荷（ランプ）１３を点灯させるための非常ブロック１４と、前記非常時において照明負荷１３を点灯させるために非常ブロック１４に対して電力供給を行う２次電池１５と、点灯手段１６により所定の点検時間以上強制的に照明負荷１３を点灯させて２次電池１５の点検を行う点検手段（点検部）１７と、点検された情報を通信線１９を介して上位制御装置２と通信する為の通信手段（通信部）１８と、常用ブロック１２のランプ異常を非常ブロック１４に伝達する信号線１９ａとを具備している。

そして、上位制御装置２は、少なくとも１つ以上の照明器具１に対して通信線１９を介して順次あるいは任意に点検指示を行う制御手段２１と、得られた各照明器具１の点検情報を記憶する記憶手段２２とを有している。点検手段１７は非常ブロック１４とＩ／Ｏ：１０ピンで接続されており点検に関わる信号として、充電電流検出信号（Ｉ）、電池電圧検出信号（Ｉ）、ランプ状態検出信号（Ｉ）、停電検出信号（Ｉ）、点検指示信号（Ｏ）を用いている。

本発明において、点検の種類としては、１）定期点検、２）機能維持点検、３）常時監視がある。このうち本発明の非常灯自動点検システムの主な機能である１）の定期点検では、設定された点検スケジュールに従い、上位制御装置２から通信線１９により照明器具１の通信手段１８に点検命令が送信される。すると、通信手段１８から点検手段１７を介して非常ブロック１４に対して、点検命令が送信される。すると、非常灯である照明器具１は、常用ブロック１２を強制的に商用電源から切断し、２次電池１５による電源にて非常ブロック１４を動作させ点検モードへ遷移する。法定時間経過後、２次電池１５の残留電圧を検出して所定値を満たすか否かでこの２次電池１５の電池容量不足を判定する。

２）機能維持点検においては、短時間（３０秒程度）２次電池１５による非常点灯を実施し電池寿命の末期状態や非常点灯回路の異常を点検する。３）常時監視では、ランプフィラメントを介した充電電流の流れる回路ループを形成し、電流の有無をチェックすることでランプ切れやランプ外れがないかを確認する。

本発明においては、上位制御装置２に複数の照明器具１が接続されており、なおかつそれら１台１台に対して上記で記載しているような照明負荷１１，１３、２次電池１５、常用ブロック１２、非常ブロック１４、点検手段１７、通信手段１８、スイッチ等の部品の寿命などの各点検情報を上位制御装置２が集約・蓄積する。本来、部品個々の特性劣化などを判定するテーブルや検出手段を設けるよりも現実的で比較的精度よく寿命予測データを得ることができる。

（実施例１）
照明器具のランプの寿命予測データを蒐集し、分析する手順の例について説明する。まず同一電力系統に接続される照明器具のランプが一通りランプ交換を行うまで交換（寿命）データを蓄積する（表１）。

次いで、得られた累積点灯時間のデータより平均値ｘ及び標準偏差σを求める。この場合には、それらのデータが正規分布に従う。そうすれば、正規分布の形は一意的に決まる。その上で全照明器具のうち、どの程度のランプ切れが確認されたときに残り全数のランプ交換を実施するのか、という水準を設定する。なお、正規分布では平均値に対し、ｘ±σの範囲に全体のデータの約６８％が入る。また、ｘ±２σの範囲に全体の９５％が入ることが分かっている（図２参照）。

さらに、得られた累積点灯時間のデータを演算して正規分布特性を演算させた上で、全体のσ〜２σの間に入る点灯時間、すなわち５％以上３０％未満のランプ交換がなされる累積点灯時間を計算する。そして、５％以上３０％未満のランプ交換がなされる累積点灯時間が経過した時に、同一系統に接続されるまだランプ交換を行っていない照明器具に対して、一斉に交換を行う通知を行う。なお、この範囲を選定したのは、２σを超える領域は全体のうちの５％程度であるので、ランプはまだほとんど生存していると考えられるからである。また、σよりも小さな範囲では、かなりのランプが交換の対象になるのでその中間的なところを設定し、交換時期としてランプ切れとなる照明器具が出始めるあたりの時間を通知したいと考えられるからである。

このように、過去の各点検情報を蓄積・分析していることから、現場での設置環境を反映した部品の故障頻度を統計的に扱うことで、その現場での蓄積データを統計的に演算して統計理論に従い、信頼性よくランプ寿命予測を行い交換時期を通知し、残りの正常器具をまとめて交換できる。これにより、ランプ切れが起こり始めて一通り交換交換が完了するまでにその都度交換しなくても、一度交換通知を受けて交換を行えば次のランプ寿命時間まで交換を行わなくて良いので、効率的にランプ交換を行う事ができメンテナンスにかかる手間を省略できる。

（実施例２）
この例では、非常電源である２次電池の容量不足や部品の寿命予測データを蒐集し、分析する手順の例を説明する。非常電源である２次電池の容量不足も部品の寿命も、代表として実施例１において説明したランプ切れ情報と考え方は同じである。

即ち、非常電源である２次電池の容量、部品の寿命点検系統で点検により得られた交換データから故障に至った時の時間や特性値などのデータを収集する。そのデータを平均値と標準偏差をを求め、正規分布として取り扱う。実施例１で設定したような標準偏差範囲となった場合に生存している部品に対し交換通知を行う。その現場での蓄積データを統計的に演算して統計理論に従い、信頼性よく部品寿命予測を行い交換時期を通知し、残りの正常器具をまとめて交換できる。

これにより、部品切れが起こり始めて一通り交換交換が完了するまでにその都度交換しなくても、1度交換通知を受けて交換を行えば次の部品寿命時間まで交換を行わなくて良いので効率的にランプ交換を行うことができメンテナンスにかかる手間を省略できる。

本発明に係る非常灯自動点検システムの構成を示すブロック図である。 照明器具のランプ寿命の頻度分布曲線である。

符号の説明

１ 照明器具
２ 上位制御装置
１１ 照明負荷（ランプ）
１２ 常用ブロック
１３ 非常用の照明負荷（ランプ）
１４ 非常ブロック
１５ ２次電池
１６ 点灯手段
１７ 点検手段（点検部）
１８ 通信手段（通信部）
１９ 通信線
２１ 制御手段
２２ 記憶手段

Claims (2)

1. 光源となる照明負荷と、常用時に商用電源により照明負荷を点灯させる常用ブロックと、停電などにより外部から電力供給が行われない非常時において照明負荷を点灯させるための非常ブロックと、非常時において前記照明負荷を点灯させるために前記非常ブロックに対して電力供給を行う２次電池と、前記非常ブロックにより所定の点検時間以上強制的に照明負荷を点灯させて前記２次電池の点検を行う点検手段と、を具備した照明器具と、
   複数の該照明器具に対し通信線を介して順次あるいは任意に点検指示を行う制御手段と、得られた前記各照明器具の点検情報を記憶する記憶手段と、を有する上位制御装置とから構成される非常照明自動点検システムにおいて、
   前記各照明器具から得られる各部品の異常発生確率から正常な前記照明器具の部品交換時期を診断することを特徴とする非常照明自動点検システム
2. 異常信号により交換する前記部品は、照明負荷、２次電池、常用ブロック、非常ブロックであることを特徴とする非常照明自動点検システム。

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