JP2009145083A - Poor connection detection circuit for electric path connection part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子部等の電路接続部の接続不良を検出する接続不良検出回路に関する。 The present invention relates to a connection failure detection circuit that detects a connection failure in an electric circuit connection portion such as a terminal portion.
電線や導体バー等を接続する端子部では、ねじの緩み、プラグの緩み等により接続不良が発生することがある。配電機器や電力機器等の比較的大電流を通電する電路においてこのような接続不良が発生すると、接続する電路間の接触抵抗が大きくなり発熱が発生するし、電位差の発生によりアーク放電も発生する。その結果、端子部やその周囲の機器ハウジングが劣化して火災の発生も考えられるため、早期に発見して対応する必要があった。
そのため、この接続不良を検出する方法として、例えば特許文献1の技術があった。この特許文献1では、端子部に温度センサを取り付けて、温度が所定値以上になったら接続不良発生と判断させていた。
In the terminal portion to which the electric wire, the conductor bar or the like is connected, connection failure may occur due to loosening of screws, loosening of plugs, or the like. When such a connection failure occurs in a circuit that supplies a relatively large current, such as a power distribution device or power device, contact resistance between the connected circuits increases and heat is generated, and arc discharge occurs due to the occurrence of a potential difference. . As a result, the terminal part and the surrounding device housing may deteriorate and fire may occur, so it was necessary to detect and deal with it early.
Therefore, as a method for detecting this connection failure, for example, there is a technique disclosed in
上記温度センサを使用した構成は、接続部の温度上昇を検出することで接続不良を検出することができる。しかしながら、温度による接続不良の検出は誤動作を防ぐために設定温度を低くできず、高温にならなければ接続不良と判断できなかった。また、端子部に温度センサを設ける構成は大きな設計変更を伴い、容易に実施できるものではなかった。 The configuration using the temperature sensor can detect a connection failure by detecting a temperature rise in the connection portion. However, detection of connection failure due to temperature cannot lower the set temperature in order to prevent malfunction, and cannot be determined as connection failure unless the temperature rises. In addition, the configuration in which the temperature sensor is provided in the terminal portion involves a large design change and cannot be easily implemented.
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、端子等の電路接続部の接続不良を早期に検出でき、また端子部構造の大きな変更を必要としない電路接続部の接続不良検出回路を提供することを目的とする。 Therefore, in view of such problems, the present invention provides a connection failure detection circuit for a circuit connection portion that can detect a connection failure of a circuit connection portion such as a terminal at an early stage and does not require a large change in the structure of the terminal portion. For the purpose.
上記課題を解決する為に、請求項1の発明は、2つの電路を接続して連続した電路を形成する電路接続部に、双方の電路間に生じた電位差でオン動作するフォトカプラと、該フォトカプラのオン動作を受けて異常検出信号を出力する信号出力回路とを備えたセンサ回路を設けると共に、複数の電路接続部に設けた前記センサ回路の出力信号が入力され、入力された少なくとも1つの異常検出信号が所定条件を満たしたら、接続不良発生と判断して接続不良発生信号を出力する統合検出回路を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、電路接続部が良好な接続状態にあれば、電位差は発生しないためフォトカプラはオンしない。ところが、ねじの緩み等で接触抵抗が増大しアーク放電が発生するような接続不良状態になると、両電路間に電位差が発生し、この電位差によりフォトカプラが起動し、センサ回路が検出動作する。こうして、センサ回路の出力を基に統合検出回路が接続不良発生を判定するので、接続不良の発生を早期に且つ精度良く検出できる。そして、統合検出回路は個々のセンサ回路に対して設ける必要が無いため回路全体を安価に構成できる。
また、このセンサ回路はフォトカプラと抵抗素子を用いた比較的小さな素子を組み合わせるだけで構成することが可能であり、省スペースで構成でき、電路接続部に容易に設置することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
According to this configuration, if the electric circuit connection portion is in a good connection state, a potential difference does not occur and the photocoupler is not turned on. However, when a connection failure occurs such that the contact resistance increases due to loosening of the screw and arc discharge occurs, a potential difference is generated between the two electric paths, the photocoupler is activated by this potential difference, and the sensor circuit performs a detection operation. Thus, since the integrated detection circuit determines the occurrence of connection failure based on the output of the sensor circuit, the occurrence of connection failure can be detected early and accurately. Since the integrated detection circuit does not need to be provided for each sensor circuit, the entire circuit can be configured at low cost.
In addition, this sensor circuit can be configured only by combining a relatively small element using a photocoupler and a resistance element, can be configured in a small space, and can be easily installed in an electric circuit connection portion.
請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、フォトカプラが、双方向電流に対応するAC入力対応フォトカプラであることを特徴とする。
この構成によれば、電流の方向を問わず接続部に電位差が発生したらフォトカプラがオンするので、確実に接続不良を検知できる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the photocoupler is an AC input compatible photocoupler that supports bidirectional current.
According to this configuration, the photocoupler is turned on when a potential difference occurs in the connection portion regardless of the direction of the current, so that a connection failure can be reliably detected.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、統合検出回路は、所定の時間に亘り信号を保持する自己保持回路を有し、接続不良発生信号を所定時間出力し続けることを特徴とする。
この構成によれば、センサ回路出力が髭状のパルス信号であっても接続不良発生信号は所定幅のパルス信号として出力させることができ、接続不良の発生が分かり易く、この信号を受けて動作する報知機器等を確実に動作させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the integrated detection circuit has a self-holding circuit that holds a signal for a predetermined time, and continues to output a connection failure occurrence signal for a predetermined time. It is characterized by.
According to this configuration, even if the sensor circuit output is a bowl-shaped pulse signal, the connection failure occurrence signal can be output as a pulse signal of a predetermined width, and it is easy to understand the occurrence of a connection failure, It is possible to reliably operate the notification device or the like.
本発明によれば、ねじの緩み等で接続不良状態が発生して両電路間に電位差が発生すると、フォトカプラがオンしてセンサ回路が異常検出信号を出力するため、接続不良の発生を検出することができる。そして、このセンサ回路はフォトカプラと抵抗素子を用いた比較的小さな素子を組み合わせるだけで構成することが可能であり、省スペースで構成でき、電路接続部に容易に設置することができる。
また、統合検出回路は個々のセンサ回路に対して設ける必要が無いため回路全体を安価に構成できる。
According to the present invention, when a poor connection state occurs due to loose screws or the like and a potential difference occurs between both electric circuits, the photocoupler is turned on and the sensor circuit outputs an abnormality detection signal, so that the occurrence of a poor connection is detected. can do. This sensor circuit can be configured only by combining a relatively small element using a photocoupler and a resistance element, can be configured in a small space, and can be easily installed in an electric circuit connection portion.
Further, since the integrated detection circuit does not need to be provided for each sensor circuit, the entire circuit can be configured at low cost.
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る電路接続部の接続不良検出回路の一例を示す回路ブロック図であり、1は第1の電路1a、第2の電路1bから成る電路、2は第1の電路1aと第2の電路1bを接続する端子部、3は接続不良を検出するためのセンサ回路、4はセンサ回路の出力信号を基に接続不良発生信号を出力する統合検出回路、5はセンサ回路3及び統合検出回路4に電源を供給する電源回路である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of a connection failure detection circuit of an electric circuit connection part according to the present invention, wherein 1 is an electric circuit comprising a first
センサ回路3は図2に示すように構成されている。図2において、11は端子部2から電圧情報を入力する一対の入力部、12は信号出力部、13は電源入力部、14は接地部、15はフォトカプラ、16は検知信号を出力するセンサ出力回路である。また、端子部2は、第1の電路1a側の端子部2aと、第2の電路1b側の端子部2bから成り、これらの端子部2a,2bは、ねじ式の接続端子やプラグ式の端子等で構成されている。
The
入力部11のうち一方の入力部11aは、第1の電路1a側の端子部2aを構成する端子金具やネジに接続され、他方の入力部11bは第2の電路1bの端子部2bを構成する端子金具やネジに接続されている。尚、入力部11は、端子部2ではなくその近傍の電路1自体に接続しても良い。
One
そして、双方の入力部11a,11bは、2つの抵抗素子(抵抗R1、抵抗R2)を介して接続され、双方の抵抗R1,R2の間から抵抗R3を介してフォトカプラ15が接続されている。こうしてフォトカプラ15の入力は、抵抗R1,抵抗R3を介して電流が流れ、フォトカプラ15の出力は、トランジスタT1を備えたセンサ出力回路16に接続され、フォトカプラ15のオン動作により信号出力部12から電圧信号が出力される。
Both
フォトカプラ15は、1対の発光ダイオードを備えて双方向の印加電圧に対して発光動作するよう構成されたAC入力対応フォトカプラとなっている。
The
統合検出回路4は、センサ回路3の出力信号が入力される統合入力回路20、入力信号を平均化する平均値回路21、予め設定された閾値と比較して閾値を超えた信号が入力されたら信号を出力する判定回路22、判定回路22の出力信号を受けて所定時間に亘り信号を出力し続ける自己保持回路23、自己保持回路23の出力信号を受けて接続不良発生信号を出力する出力回路24を備えている。
The integrated detection circuit 4 includes an
図3は、統合検出回路4の詳細を示した回路図を示している。この図に示すように、平均値回路21、判定回路22はOPアンプを使用して構成され、自己保持回路23は複数のNAND回路を使用して構成されている。また、出力回路24はフォトカプラを使用して構成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of the integrated detection circuit 4. As shown in this figure, the
このように構成された接続不良検出回路の動作は以下のようである。端子部2において第1の電路1aと第2の電路1bが良好に接続された状態では、第1の電路1aと第2の電路1bとの間に電位差は発生しない。ところが、端子ねじが緩む等の接続不良状態になると高抵抗状態となり、第1の電路1aと第2の電路1bの間に、具体的には端子金具間に或いは端子ネジと端子座との間等に電位差が生じてアーク放電が発生するようになる。この電位差は最大で電路に印加されている電源電圧に近い値で発生し、抵抗R1と抵抗R3を介してフォトカプラ15に印加される。その結果、フォトカプラ15がオンしてトランジスタT1がオンする。こうして、信号出力部12から電圧信号が出力される。
The operation of the connection failure detection circuit configured as described above is as follows. In the state where the first
統合検出回路4は、入力信号の平均値化等を実施した後、判定回路22において閾値を超えた信号の入力があったら出力信号を発生し、自己保持回路23により所定の幅のパルス信号から成る接続不良発生信号を出力回路24から出力する。この信号により、遮断回路が後段に接続されていれば電路1が遮断操作されるし、ブザー等の発報機器が後段に接続されていれば発報動作して、接続不良発生を報知することができる。
The integrated detection circuit 4 generates an output signal when a signal exceeding a threshold value is input in the
一方、センサ回路3は電路1に逆向きの電流が流れた場合も正常に動作し、端子部2に逆方向の所定値以上の電位差が発生したらそれを検知し、統合検出回路4は所定の条件を満たした信号が入力されたら上記動作により接続不良発生信号を出力する。
On the other hand, the
このように、電路接続部が良好な接続状態にあれば、電位差は発生しないためフォトカプラはオンしない。ところが、ねじの緩み等で接触抵抗が増大しアーク放電が発生するような接続不良状態になると、両電路間に電位差が発生する。この電位差の発生をセンサ回路が検出し、センサ回路の出力信号を基に統合検出回路が接続不良発生を判定するので、接続不良の発生を早期に且つ精度良く検出でき、アーク放電の発生や発熱等による端子部の劣化を防止することができる。
また、このセンサ回路はフォトカプラとトランジスタと抵抗素子を用いた比較的小さな素子を組み合わせるだけで構成でき、省スペースで構成できるため電路接続部に容易に設置することができる。
更に、AC入力対応のフォトカプラを使用することで、電流の方向を問わず接続部に電位差が発生したらフォトカプラがオンするので、確実に接続不良を検知できる。
また自己保持回路を有することで、センサ回路出力が髭状のパルス信号であっても接続不良発生信号は所定幅のパルス信号として出力されるので、接続不良の発生が分かり易く、この信号を受けて動作する報知機器等を確実に動作させることができる。
Thus, if the electric circuit connection portion is in a good connection state, no potential difference is generated, and the photocoupler is not turned on. However, when a connection failure occurs such that the contact resistance increases due to loosening of the screw and arc discharge occurs, a potential difference is generated between the two electric paths. The sensor circuit detects the occurrence of this potential difference, and the integrated detection circuit determines the occurrence of connection failure based on the output signal of the sensor circuit. Therefore, the occurrence of connection failure can be detected early and accurately, and the occurrence of arc discharge and heat generation It is possible to prevent deterioration of the terminal portion due to the like.
In addition, this sensor circuit can be configured only by combining a relatively small element using a photocoupler, a transistor, and a resistance element. Since the sensor circuit can be configured in a small space, it can be easily installed in an electric circuit connection portion.
Furthermore, by using a photocoupler that supports AC input, the photocoupler is turned on when a potential difference occurs in the connection portion regardless of the direction of the current, so that a connection failure can be reliably detected.
In addition, by having a self-holding circuit, even if the sensor circuit output is a saddle-shaped pulse signal, the connection failure occurrence signal is output as a pulse signal of a predetermined width. Can be operated reliably.
尚、上記実施形態では2線から成る電路に使用する構成について説明したが、3相等の3線式電路、更には4線式電路であってもセンサ回路3を電路数に合わせて設けることで容易に対応させることができる。更に、フォトカプラ15により電路と接続不良検出回路は電気的に分離されているため、別の電路から動作電源を採り入れて、更に多数のセンサ回路3を統合検出回路4に入力させても良い。
In the above-described embodiment, the configuration used for the electric circuit composed of two wires has been described. However, even in the case of a three-wire electric circuit such as a three-phase circuit or a four-wire electric circuit, the
1・・電路、1a・・第1の電路、1b・・第2の電路、2・・端子部(電路接続部)、3・・センサ回路、4・・統合検出回路、15・・フォトカプラ、20・・統合入力回路、22・・判定回路、23・・自己保持回路。 1 .... Electric circuit, 1a..First electric circuit, 1b..Second electric circuit, 2 ... Terminal part (electric circuit connection part), 3..Sensor circuit, 4..Integrated detection circuit, 15..Photocoupler , 20... Integrated input circuit, 22... Judgment circuit, 23.
Claims (3)
複数の電路接続部に設けた前記センサ回路の出力信号が入力され、入力された少なくとも1つの異常検出信号が所定条件を満たしたら、接続不良発生と判断して接続不良発生信号を出力する統合検出回路を備えたことを特徴とする電路接続部の接続不良検出回路。 A photocoupler that is turned on by a potential difference generated between the two electric circuits, and a signal that outputs an abnormality detection signal in response to the on-operation of the photocoupler in an electric circuit connection part that forms a continuous electric circuit by connecting two electric circuits And providing a sensor circuit with an output circuit,
Integrated detection in which output signals of the sensor circuits provided in a plurality of circuit connection portions are input, and when at least one input abnormality detection signal satisfies a predetermined condition, it is determined that a connection failure has occurred and a connection failure occurrence signal is output. A connection failure detection circuit of an electric circuit connection part, comprising a circuit.
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