JP2008271682A - 過電流試験器 - Google Patents

Abstract

【課題】配線用遮断器などの過電流で動作する機器の動作試験を効率よく実施でき、かつ、安価に実現可能なこと。
【解決手段】電圧を調整する操作手段２ａを有し、当該操作手段２ａの回転に応じた電圧を出力する電圧調整手段（スライダック）２と、当該電圧調整手段２の操作手段２ａに取り付け、該操作手段２ａを回転させるための回転駆動手段（サーボモータ）３と、電圧調整手段２の出力から被試験器２０への電流を測定する電流計測手段（変流器etc）４と、電流の設定値と電流計測手段４の出力値とを入力し、その両値をもとに回転駆動手段３を制御することによって電圧調整手段２の出力を変化させるフィードバックループ制御を行う調整制御手段１０とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線用遮断器などの定格以上の電流（過電流）と流れる時間に応じて動作する機器を試験する過電流試験器に関する。

配線用遮断器などを試験するための過電流を発生させる従来の技術を図５と図６を用いて説明する。図５は従来技術による試験構成図であり、図６はその試験手順を示すフローチャートである。

図５において、配線用遮断器などの被試験器２０を試験する過電流試験器１は、電源のＡＣ１００Ｖを入力するトランス２Ｘとスライダック２と電流計５で構成されている。

試験員は、まず初期設定として、電流計５を見ながらスライダック２を回転操作して、被試験器２０に供給する電流を希望の値に調整する（Ｓ３０１）。その後、試験を開始するが、配線３０や被試験器２０に流れる電流によりその内部抵抗が発熱し、抵抗値が増加し（Ｓ３０２）、このため相対的に電流が減少する（Ｓ３０３）。試験員は、電流計の値を読み取ることによって、電流値の減少を知り、希望の電流値になるようスライダック２を回転調整する（Ｓ３０４）。試験員は、この電流値の変動に伴う調整作業を随時行いながら被試験器２０の過電流動作試験を進める（Ｓ３０５）。

このように、従来の試験方法は、試験員が試験中に電流を監視しながらスライダックを常時手動調整しなければならず、調整が難しく、しかも非常に効率が悪かった。

一方、電圧を自動制御する従来技術として、出力される電圧を可変にするためのタップ切替付き変圧器を自動制御する自動電圧調整装置の技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、電力系統の配電線の途中に設置して、低下した電圧を元の規定の電圧に自動的に昇圧するステップ式自動電圧調整装置において、遠方制御装置の制御に容易な電圧の計測値を送信する技術が提案されている。また、特許文献２には、タップ切替付き変圧器を自動調整制御するとき、負荷の状態により電圧が変動して、タップの上げ下げを繰り返すハンチング現象を防止する技術が提案されている。

このほか、接続する配線や機器内の抵抗値が試験電流による発熱によって変化する配線用遮断器などの過電流で動作する機器を試験するために、一定の過電流を発生させる方法として電流制御方式の技術がある。また、電流を一定に保つ別の技術として、スライダックのような電圧を調整できる変圧器を試験用電源として、人が電流値を監視しながら調整する電圧制御方式の技術がある。

しかしながら、上述の各特許文献は電圧を自動調整する技術であって、電流を調整する技術ではない。また、一般的に定電流制御方式は、回路が複雑で高価になる。
特開平１０−１１７４３８号公報 特開２００４−１７３３８４号公報

本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、配線用遮断器などの過電流で動作する機器の動作試験を効率よく実施でき、かつ、安価に実現できる過電流試験器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係わる過電流試験器は、電流の値で開放する配線用遮断器などの被試験器を試験する過電流試験器であって、電圧を調整する操作手段を有し、当該操作手段の回転に応じた電圧を出力する電圧調整手段（スライダック）と、当該電圧調整手段の操作手段に取り付け、該操作手段を回転させるための回転駆動手段（サーボモータ）と、電圧調整手段の出力から被試験器への電流を測定する電流計測手段（変流器など）と、電流の設定値と電流計測手段の出力値とを入力し、その両値をもとに回転駆動手段を制御することによって電圧調整手段の出力を変化させるフィードバックループ制御を行う調整制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明では、被試験器までの配線や被試験器の抵抗値が流れる電流による発熱により刻々変化するが、過電流試験器は、配線用遮断器などの被試験器に掛ける電圧をフィードバックループ制御により自動調整して電流を一定に保つことができる。

本発明に係わる過電流試験器の調整制御手段は、被試験器に流す電流を調整する初期電流値設定手段と、所定の値に調整された電流値を設定値として記憶するための設定値入力手段と、当該設定値をリセットするための設定値リセット手段と、電流計測手段の出力値と前記設定値とを比較し、両値の差に応じて電圧調整手段の制御量を演算する処理手段と、処理手段の演算結果である制御量に基づいて回転駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、調整制御手段にマイクロプロセッサなどを搭載したものとして、初期の設定操作や被試験器に流れる電流相当を入力し、回転駆動手段を制御する出力を行うフィードバック処理を行うことにより、容易に過電流試験器が実現でき、また扱うことができる。

本発明に係わる過電流試験器は、さらに調整制御手段の出力から直列に接続された一つ以上の被試験器に並列に接続して、各被試験器の開放動作の検出と開放された回路をバイパスする動作検出手段を備え、調整制御手段は、動作検出手段または電流計測手段により被試験器である配線用遮断器の開閉状態を表す状態信号を入力して、配線用遮断器などの被試験器の動作時間を測定する時間計測手段（時計機能）と、動作時間が規定値内であれば点灯する表示手段とを有することを特徴とする。

本発明の過電流試験器による試験では、一定の過電流を流し、動作するまでの動作時間を動作検出手段または電流計測手段より測定し、この動作時間が決められた値の範囲かにより被試験器の良否を表示する表示器の点灯の有無により自動的に行うことができる。また、本発明では、動作を示す補助接点がなく、動作すると試験回路を開放する複数の被試験器に対して、この被試験器の動作を検出し、しかも試験回路を開放させず維持することにより、1台の過電流試験器で同時に複数の被試験器の試験が可能になる。

本発明に係わる過電流試験器は、さらに被試験器に印加される電流や動作時間を記録する手段と、記録された情報を試験成績表などにして出力する手段とを備えたことを特徴とする。

本発明では、被試験器の自動試験をするとともに、その結果の試験成績表を同じく自動的に記録および紙や電子情報として出力できるため試験の効率が向上する。

本発明に係わる試験方法は、過電流試験器を使用した過電流試験方法にあって、試験開始前に、手動モードにより調整制御手段の設定値リセット手段を操作して初期化し、次に初期電流値設定手段により被試験器に流れる電流値を希望の値に調整し、このときの電流値検出手段からの入力値を設定値入力手段への操作により処理手段に記憶させ、その後試験を開始することを特徴とする。

本発明では、この試験手順により、容易に間違えなく過電流試験ができる。

本発明によれば、配線用遮断器などの過電流で動作する機器に供給する電流を精度良く効率的に調整できる。また、従来から使われているスライダックなどの電圧調整手段を有効に利用できるため、安価に構築することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による過電流試験器の装置構成図である。

この図で、過電流試験器１は、ＡＣ１００Ｖの電源から絶縁して降圧するトランス２Ｘと、その降圧された電圧を回転操作して調整する操作手段２ａを持つ電圧調整手段（以下、「スライダック」という）２と、配線用遮断器などの被試験器２０と、スライダック２と被試験器間の配線３０に挿入され、目視で電流値を見る電流計５と、この電流値に比例した電流を出力する電流計測手段４と、スライダック２の操作手段２ａに接続して回転操作する回転駆動手段（以下、「サーボモータ」という）３と、調整制御手段１０から構成される。この調整制御手段１０は、マイクロプロセッサなどの演算処理機能を備えたシーケンサなどの処理手段１１と、電流計測手段４からの電流を電圧Ｖｍなどに変換して処理手段１１に渡すための電流値検出回路１２と、サーボモータ３を駆動制御するサーボモータ制御回路１３と、被試験器２０に流す電流値を設定する上げ下げのスイッチまたはボリュームなどの初期電流値設定回路１４と、電流値検出回路１２からの電流換算値の設定電圧Ｖｍを記憶するセット釦などの設定値入力回路１５と、設定値をリセットするリセット釦などの設定値リセット回路１６で構成される。

次に、図１の構成図と図２のフローチャートを用いて過電流試験器１の動作を説明する。まず、調整制御手段１０の機能と動作を説明する。

過電流試験を実施するための試験モードとして、初期設定を行う手動モードと、設定後に試験を行うための自動モードがある。

（手動モード）
手動モードでは、試験員が電流計５を見ながら希望の電流値を初期値として設定する。調整制御手段１０の処理手段（シーケンサ）１１は、基本的には、事前に設定値リセット回路１６でリセット操作をされており（Ｓ１１１）、スライダック２の電圧が出力なしの零値の位置の状態になっている。この状態で、試験員は、初期電流値設定回路１４の上げ下げスイッチまたはボリュームを被試験器２０に加えられる電流値Ａを増加させる方向に操作する（Ｓ１０１）。

処理手段１１は、この操作を認識して、サーボモータ制御回路１３を介してサーボモータ３を右回転（上昇方向）させて、スライダック２の操作手段２ａを回転させ、電圧Ｖを上げる動作を行う。試験員は、電流計５によりこの電流Ａを監視し、希望の値（たとえば１００Ａ）になるまで、初期電流値設定回路１４の上げ操作を行う。

試験員は、希望の電流値に達すると、この上げ操作を停止する。これにより、サーボモータ３の動作は停止する（Ｓ１０２）。次に、設定値入力回路１５の設定操作により、現在流れている電流値の換算値Ｖｍ（たとえば５Ｖ）を電流値検出回路１２から処理手段１１へ出力し（Ｓ１０３）、処理手段１１は、この入力した値を記憶する（Ｓ１０４）。自動モードでは、この状態から試験が開始される。

（自動モード）
被試験器２０に試験電流（例１００Ａ）が印加されると、その間の電線３０の抵抗や接続端子の接触抵抗や被試験器２０の抵抗値などが発熱などで増加して、電流値がたとえば９８Ａに減少する。この減少により、前記した１００ＡのときＤＣ５Ｖを出力する電流値検出回路１２の値Ｖｍは４．９Ｖになる（Ｓ１０７）。このため、処理手段１１は記憶している値の５Ｖより小さいため、５Ｖになるようサーボモータ制御回路１３とサーボモータ３を介してスライダック２の操作手段２ａを電流値すなわち電流値検出回路１２の出力電圧Ｖを増加させるための指令を出す（Ｓ１０８）。サーボモータ制御回路１３はこの指令を受けると、サーボモータ３に対して電圧偏差に応じた角度情報を出力して増加方向である右回転の制御を行う（Ｓ１０９）。

これによりスライダック２の出力電圧が増加し試験用配線３０に流れる電流も増加する。そして、電流値検出回路１２の電圧Ｖｍが５Ｖになるまでサーボモータ３は動作する。この動作は、電圧Ｖの微小な上下変動であるハンチング現象を生じさせる場合があるが、不感帯を設ける等の対応によってすぐに安定して１００Ａの電流が継続維持されて被試験器２０に流し続けられる（Ｓ１１０）。試験員は、試験が終了すると、設定値リセット回路１６を操作して過電流試験器１を初期状態に戻す（Ｓ１１１）。試験員は、この試験操作を新たな被試験器に対して繰り返す（Ｓ１１２）。

次に、上記の処理手段１１の制御手順の他の実施例を説明する。
本実施例では、手動モード時の初期設定として、初期電流値設定回路１４からの設定値Ｖｓを規定の電流値になったときの電流値検出回路１２からの値Ｖｍを設定値入力回路１５の操作で記憶するのでなく、初期電流値設定回路１４の設定値Ｖｓをその状態に維持し、処理手段１１が、電流値検出回路１２からの換算電流値Ｖｍと常時比較して、前述の自動モードと同じ手順でスライダック２の出力電圧を上げ下げするフィードバック制御を行う。

以上、本実施の形態によれば、配線用遮断器などの一定の電流（過電流）を流し続ける試験において、堅牢で安価なスライダックとその回転操作を行うサーボモータと、簡単なフィードバックループを組んだ自動調整制御回路によって、流れる電流により抵抗値の変化に係わらない自動試験を実施するこが可能になる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図３は、一または二以上の被試験器を同時に試験して、被試験器の特性の良否の判定表示と試験成績表を作成する装置構成図である。

過電流試験器１は、図１の構成に、一つ以上の被試験器２０ａ〜２０ｎを直列に接続し、各被試験器２０ａ〜２０ｎに並列に接続した動作検出手段６ａ〜６ｎと、この各動作検出手段からの被試験器２０ａ〜２０ｎの動作状態を表す信号Ｓａ〜Ｓｎを調整制御手段１０の処理手段１１に入力させるとともに、処理手段１１からランプなどで表示する表示手段１７と、画面や紙に出力する出力手段１８とで構成する。

図４（ａ）は、この動作検出手段６ａ〜６ｎの一つの回路構成を示す。この動作検出手段６は、被試験器２０の接点に並列に接続する抵抗６１ｘ、６１ｙと、その一つの抵抗６１ｙに並列に接続したリレー６２で構成される。そして、このリレー６２の接点を被試験器の開放動作を示す信号Ｓとする。

次に、この動作検出手段の作用を説明する。上述の自動モードで定電流の過電流を複数の被試験器６ａ〜６ｎに流す。この各被試験器は、所定時間の経過により自己開放動作を行う。たとえば、被試験器２０ａが開放動作をした場合、この被試験器２０ａの過電流を流していた接点が開放動作するため、電流は、抵抗６１ｘ、６１ｙを通して他の被試験器２０ｂ，・・・，２０ｎに流れる。このため抵抗６１ｙの両端に電圧が現れ、この電圧でリレー６２が動作し、このリレーの接点が閉じ、信号Ｓａが出力される。また、このとき被試験器２０ａの動作前は、接点で回路を閉じていたため抵抗はほぼ零であったものが、動作して抵抗６１ｘ、６１ｙ経由で電流が流れ始めるため電流が一時的に減少するが、調整制御手段１０のフィードバック制御により、電流は元の定電流に戻され、他の被試験器に定電流を流し続ける。処理手段１１はこの動作信号Ｓａを入力し、動作時間の良否を判定して表示手段１７に表示するとともに、この良否の判定と試験電流と動作時間などを試験成績表などの形にして出力手段１８を介して出力する。

次に、動作検出手段６の他の実施例を図４（ｂ）に示す。この動作検出手段６は、図４（ａ）の構成に、さらに第２のリレー６３と常時閉のｂ接点のリセットスイッチ６４を追加したものである。一つの回路は、ＡＣ１００Ｖなどの回路電源Ｙ，Ｚ上で、リレー６２の接点により駆動する第２のリレー６３を接続し、リレー６３が動作したらリセットスイッチ６４を直列に挿入した自己保持する構成する。そして、もう一つの回路は、第２のリレー６３の２式のａ接点を各抵抗６１ｘ、６１ｙに並列に接続した構成とする。

この回路構成により、被試験器２０が開放動作して、リレー６２が動作すると、その接点により第２のリレー６３が動作し、自己保持する。この第２のリレー６３のａ接点により抵抗６１ｘ、６１ｙはバイパスされ、動作前の被試験器２０ａの接点を介して流れる回路と同じ状態になる。これにより、二つのリレー６２，６３が動作するまで一時的に抵抗経由で電流が流れるが、第２のリレー６３が動作すると、もとの回路と同じ状態に戻る。

このため、ある被試験器が開放動作して全体の抵抗値が、抵抗６１ｘ、６１ｙ分増加し、その降圧分スライダック２を自動昇圧して電流を一定にするが、その後、抵抗６１ｘ、６１ｙはバイパスされ、元の試験状態に戻る。このため、スライダック２からの電圧を一時的には抵抗分昇圧するが、通常時は、あまり電圧を高くしないですむ。動作検出手段６は、試験終了後、リセットスイッチ６４を操作することでリレー６３の自己保持が解かれ、初期化される。

以上、本実施の形態によれば、１台の過電流試験器により定電流を維持しながら、複数の被試験器を同時に試験することができると共に、複数の被試験器の動作特性の良否とその試験成績表を自動的に作成することができる。

本発明は、電力系統や低圧配電線に使用される過電流で動作する配線用遮断器などの試験に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態による過電流試験器の装置構成図である。 図１の過電流試験器の操作および動作のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態による過電流試験器の装置構成図である。 図３の動作検出手段の回路図である。 従来の過電流試験の回路構成図である。 従来の試験操作手順のフローチャートである。

符号の説明

１ 過電流試験器
２ 電圧調整手段（スライダック）
２ａ 電圧調整の操作手段
２Ｘ トランス
３ 回転駆動手段（サーボモータ）
４ 電流計測手段
５ 電流計
６，６ａ，６ｂ，・・・，６ｎ 動作検出手段
１０ 調整制御手段
１１ 処理手段
１２ 電流値検出回路（手段）
１３ サーボモータ制御回路（手段）
１４ 初期電流値設定回路（手段）（ボリューム）
１５ 設定値入力回路（手段）（セット釦）
１６ 設定値リセット回路（手段）（リセット釦）
１７ 表示手段
１８ 出力手段
２０，２０ａ，２０ｂ，・・・，２０ｎ 被試験器
３０ 試験用配線
６１ｘ，６１ｙ 抵抗
６２，６３ リレー
６４ スイッチ

Claims (3)

1. 電流の値で開放する配線用遮断器などの被試験器を試験する過電流試験器であって、
   電圧を調整する操作手段を有し、当該操作手段の回転に応じた電圧を出力する電圧調整手段と、
   当該電圧調整手段の前記操作手段に取り付け、該操作手段を回転させるための回転駆動手段と、
   前記電圧調整手段の出力から被試験器への電流を測定する電流計測手段と、
   電流の設定値と前記電流計測手段の出力値とを入力し、その両値をもとに前記回転駆動手段を制御することによって前記電圧調整手段の出力を変化させるフィードバックループ制御を行う調整制御手段と、
   を備えたことを特徴とする過電流試験器。
2. 前記調整制御手段は、
   前記被試験器に流す電流を調整する初期電流値設定手段と、
   所定の値に調整された電流値を設定値として記憶するための設定値入力手段と、
   当該設定値をリセットするための設定値リセット手段と、
   前記電流計測手段の出力値と前記設定値とを比較し、両値の差に応じて電圧調整手段の制御量を演算する処理手段と、
   前記処理手段の演算結果である制御量に基づいて前記回転駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の過電流試験器。
3. 前記電圧調整手段の出力から直列に接続された複数の被試験器の夫々に並列に接続され、各被試験器の開放動作を検出して、開放された回路をバイパスする動作検出手段を備え、さらに、前記調整制御手段は、前記動作検出手段または前記電流計測手段により前記被試験器の状態信号を入力して、前記被試験器の動作時間を測定する時間計測手段と、前記動作時間が規定値内であるか否かを判定する手段とを有することを特徴とする請求項２記載の過電流試験器。

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