JP2012202705A - Leak detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、漏電検出装置に関する。特に、零相変流器の検出出力に応じて、交流電路に漏電が発生したか否かを判定する漏電検出装置に関する。 The present invention relates to a leakage detection device. In particular, the present invention relates to a leakage detection device that determines whether or not a leakage has occurred in an AC circuit according to a detection output of a zero-phase current transformer.
漏電遮断装置は、交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心(コア)と当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルとにより構成される零相変流器(ZCT)を有し、この零相変流器の当該コイル両端の検出出力である出力電圧に応じて、当該複数の一次導体に漏電が発生したか否かを判定する。 The earth leakage breaker is composed of an annular core (core) made of a magnetic material such as a soft magnetic material that penetrates a plurality of primary conductors constituting an AC circuit, and a toroidal coil wound around the core. A zero-phase current transformer (ZCT) is provided, and it is determined whether or not a leakage has occurred in the plurality of primary conductors according to an output voltage that is a detection output at both ends of the coil of the zero-phase current transformer.
一次導体のいずれかに漏電が発生した場合には、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生し、当該差異に基づく漏電電流が発生する。更に、複数の一次導体の通電電流が全体的に不平衡となるため、当該漏電電流により発生する磁束により零相変流器のコアの磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイル両端に、漏電電流に対応する誘起電圧が検出される。 When a leakage occurs in any of the primary conductors, a difference occurs between the current flowing in the forward direction of the AC circuit and the current flowing in the return direction, and a leakage current based on the difference is generated. Furthermore, since the energization currents of the plurality of primary conductors are unbalanced as a whole, the state of the magnetic flux in the core of the zero-phase current transformer is changed by the magnetic flux generated by the leakage current. Thereby, the induced voltage corresponding to the leakage current is detected at both ends of the coil of the zero-phase current transformer.
また、一次導体のいずれにも漏電が発生していない場合には、当該複数の一次導体の通電電流のベクトル和が零であるいわゆる平衡状態である。この平衡状態においては、零相変流器のコアに磁束は存在するが、これらの磁束は互いに打ち消し合い、零相変流器により前述した様な誘起電圧は検出されない。したがって、零相変流器のコイル両端の出力電圧を検出出力として出力することで、交流電路に漏電電流が発生したか否かを判定することができる。 Further, when no leakage occurs in any of the primary conductors, a so-called equilibrium state in which the vector sum of the energization currents of the plurality of primary conductors is zero. In this equilibrium state, magnetic flux exists in the core of the zero-phase current transformer, but these magnetic fluxes cancel each other, and the induced voltage as described above is not detected by the zero-phase current transformer. Therefore, it is possible to determine whether or not a leakage current has occurred in the AC circuit by outputting the output voltage across the coil of the zero-phase current transformer as a detection output.
漏電電流が検出される漏電のケースとしては、通常漏電の状態と雷サージの状態とが考えられる。通常漏電は、漏電電流の電流値が定期的に出現する漏電を指す。雷サージは、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が一時的に出現する漏電を指す。 As a leakage case in which a leakage current is detected, a normal leakage state and a lightning surge state are considered. Normal leakage refers to leakage in which the current value of the leakage current appears periodically. Lightning surge refers to a leakage in which the current value of the leakage current is relatively large and the current value appears temporarily.
3種類の漏電のうち、通常漏電の場合には、長時間漏電が発生することが予想されるので、交流電路を介した電力供給を早急に遮断することが好ましい。一方、雷サージの場合には、一時的に漏電が発生するのみであるので、雷サージの度に交流電路を介した電力供給を遮断することは好ましくない。 Of the three types of electric leakage, in the case of normal electric leakage, it is expected that electric leakage will occur for a long time, so it is preferable to immediately cut off the power supply via the AC electric circuit. On the other hand, in the case of a lightning surge, only a short circuit occurs, so it is not preferable to cut off the power supply via the AC circuit for each lightning surge.
従来の漏電遮断器として、雷サージによる不要遮断を防止することができる漏電遮断器が知られている(例えば、特許文献1参照)。この漏電遮断器は、漏電電流を検出する第1の比較器よりも閾値が大きい第3の比較器により、雷サージや重地絡(通常漏電のうち特に漏電電流の電流値が比較的大きいもの)による地絡電流を漏電電流から区別する。さらに、第3の比較器の出力で起動する単安定マルチバイブレータが作成する時間ゲートの期間中に、第1の比較器から3波以上のパルスが出力されるか否かを3波カウンタで検出して雷サージと重地絡とを区別する。これにより、重地絡を含む通常漏電の場合のみ遮断信号出力回路から遮断信号を出力させるものである。 As a conventional earth leakage breaker, an earth leakage breaker capable of preventing unnecessary interruption due to lightning surge is known (for example, see Patent Document 1). This earth leakage circuit breaker is a lightning surge or heavy ground fault (with a relatively large current value of the earth leakage current among normal earth leakages) due to the third comparator having a threshold larger than that of the first comparator for detecting the earth leakage current. The ground fault current due to is distinguished from the leakage current. Furthermore, a 3-wave counter detects whether more than 3 pulses are output from the first comparator during the time gate period created by the monostable multivibrator activated by the output of the third comparator. Distinguish between lightning surge and heavy ground fault. As a result, the cutoff signal is output from the cutoff signal output circuit only in the case of normal leakage including a heavy ground fault.
ところで、特許文献1に示された漏電遮断器は、漏電遮断を行うものではあるが、零相変流器の出力電圧に応じて実効値等により漏電表示を行うものではなかった。したがって、管理者等はどの程度の漏電が発生しているかを認識することができなかった。また、仮に漏電遮断と漏電表示とを同時に実施する場合には、なるべく簡単な構成とし、コストダウンを図ることができることが望ましい。 By the way, the earth leakage breaker disclosed in Patent Document 1 performs earth leakage interruption, but does not display earth leakage according to an effective value or the like according to the output voltage of the zero-phase current transformer. Therefore, the administrator etc. could not recognize how much electric leakage has occurred. Further, if the leakage break and leakage display are performed simultaneously, it is desirable that the configuration be as simple as possible to reduce the cost.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単かつ安価な構成で、漏電遮断と漏電表示とを同時に実施することができる漏電検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a leakage detection device capable of simultaneously performing a leakage break and a leakage display with a simple and inexpensive configuration.
上記課題を解決するために、交流電路が貫通する零相変流器と、前記零相変流器の出力電圧を積分する第1の積分演算部と、前記第1の積分演算部による演算結果に基づいて、前記交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力する漏電検出部と、前記零相変流器の出力電圧を積分する第2の積分演算部と、前記第2の積分演算部による演算結果に応じた出力を行う演算結果出力部と、を備え、前記演算結果出力部と前記漏電検出部とが1つのモジュールで構成されている。 In order to solve the above problems, a zero-phase current transformer through which an AC circuit passes, a first integration calculation unit that integrates an output voltage of the zero-phase current transformer, and a calculation result by the first integration calculation unit A leakage detection unit that outputs a leakage detection signal indicating that a leakage has occurred in the AC circuit, a second integration calculation unit that integrates the output voltage of the zero-phase current transformer, and the first A calculation result output unit that performs output according to the calculation result of the two integral calculation units, and the calculation result output unit and the leakage detection unit are configured as one module.
また、この発明において、前記漏電検出部が、前記第1の積分演算部として、前記第2の積分演算部を用いる。 In the present invention, the leakage detection unit uses the second integration calculation unit as the first integration calculation unit.
また、この発明において、前記第2の積分演算部が、前記第1の積分演算部よりも長期間における前記零相変流器の出力電圧を平均して平均値を算出し、その平均値を積分する。 In the present invention, the second integration calculation unit calculates an average value by averaging the output voltage of the zero-phase current transformer over a longer period than the first integration calculation unit, and calculates the average value. Integrate.
また、この発明において、前記第1の積分演算部による演算結果が所定範囲外に達した場合、第1の信号を出力する信号比較部を備え、前記演算結果出力部が、前記第2の積分演算部による演算結果が、前記積分値比較部により前記第1の信号を出力するか否かの判定時に用いる電圧閾値の範囲よりも狭い所定範囲外に達した場合、警告信号を出力する。 The present invention further includes a signal comparison unit that outputs a first signal when the calculation result by the first integration calculation unit reaches a predetermined range, and the calculation result output unit includes the second integration value. When the calculation result by the calculation unit reaches outside a predetermined range narrower than the range of the voltage threshold used when determining whether or not the first signal is output by the integral value comparison unit, a warning signal is output.
また、この発明において、前記演算結果出力部が、前記第2の積分演算部による演算結果に応じて、前記警告信号を出力するときの出力形態を変更する。 Moreover, in this invention, the said calculation result output part changes the output form when outputting the said warning signal according to the calculation result by the said 2nd integral calculation part.
また、この発明において、前記第2の積分演算部による演算結果の情報を所定時間分記憶する演算結果記憶部を備える。 The present invention further includes a calculation result storage unit that stores calculation result information by the second integration calculation unit for a predetermined time.
また、この発明において、前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を出力するための外部端子部を備える。 In the present invention, an external terminal unit is provided for outputting information on the calculation result stored in the calculation result storage unit.
また、この発明において、前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を記憶媒体へ出力する情報出力部を備える。 The present invention further includes an information output unit that outputs information on the calculation result stored in the calculation result storage unit to a storage medium.
また、この発明において、前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を外部サーバへ送信する情報送信部を備える。 Moreover, in this invention, the information transmission part which transmits the information of the calculation result memorize | stored in the said calculation result memory | storage part to an external server is provided.
また、この発明において、前記第1の積分演算部による演算結果が所定範囲外に達した場合、第1の信号を出力する積分値比較部と、前記零相変流器の出力電圧波形の変極点を検出してカウントし、前記変極点の数が所定数に達した場合に第2の信号を出力する波形判別部と、を備え、前記漏電検出部が、前記積分値比較部により前記第1の信号が出力され、かつ、前記波形判別部により前記第2の信号が出力された場合、前記漏電検出信号を出力する。 Also, in the present invention, when the calculation result by the first integration calculation unit reaches a predetermined range, the integration value comparison unit that outputs the first signal and the output voltage waveform of the zero-phase current transformer are changed. A waveform discriminating unit that detects and counts poles and outputs a second signal when the number of inflection points reaches a predetermined number, and the leakage detector detects the first signal by the integral value comparing unit. When the first signal is output and the second signal is output by the waveform determination unit, the leakage detection signal is output.
また、この発明において、前記波形判別部が、前記零相変流器の出力電圧が正電圧又は負電圧のときから前記変極点の検出を開始する。 In the present invention, the waveform discriminating unit starts detecting the inflection point when the output voltage of the zero-phase current transformer is a positive voltage or a negative voltage.
また、この発明において、前記第1の積分演算部が、積分演算を用いて前記零相変流器の出力電圧の実効値を求める。 Further, in the present invention, the first integration calculation unit obtains an effective value of the output voltage of the zero-phase current transformer using integration calculation.
また、この発明において、前記第1の積分演算部が、積分演算を用いて前記零相変流器の出力電圧の平均値を求める。 Also, in the present invention, the first integration calculation unit obtains an average value of the output voltage of the zero-phase current transformer using integration calculation.
また、この発明において、前記波形判別部が、前記零相変流器の出力電圧波形に基づいてパルスを発生するパルス発生部と、前記パルス発生部により発生したパルスの数をカウントし、前記パルスの数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力するパルスカウント部と、を備える。 Further, in the present invention, the waveform discriminating unit counts the number of pulses generated by the pulse generating unit, the pulse generating unit generating pulses based on the output voltage waveform of the zero-phase current transformer, and the pulse And a pulse count unit that outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
また、この発明において、前記パルス発生部が、前記零相変流器の出力電圧が所定範囲外に達した場合、前記パルスを発生する。 In the present invention, the pulse generator generates the pulse when the output voltage of the zero-phase current transformer reaches a predetermined range.
また、この発明において、前記パルス発生部が、前記零相変流器の出力電圧が所定範囲外に達した状態が所定時間以上継続した場合、前記パルスを発生する。 In the present invention, the pulse generator generates the pulse when the state where the output voltage of the zero-phase current transformer has exceeded a predetermined range continues for a predetermined time or more.
また、この発明において、前記パルス発生部が、前記パルスの発生開始後、前記零相変流器の出力電圧が所定電圧未満となった場合、前記パルスの発生を停止する。 In the present invention, the pulse generator stops the generation of the pulse when the output voltage of the zero-phase current transformer becomes less than a predetermined voltage after the generation of the pulse is started.
また、この発明において、前記パルス発生部が、前記パルスの発生開始から所定時間経過した場合、前記パルスの発生を停止する。 In the present invention, the pulse generation unit stops the generation of the pulse when a predetermined time has elapsed from the start of the generation of the pulse.
また、この発明において、前記パルス発生部が、第1のパルスの発生から所定時間経過するまで第2のパルスの発生を停止する。 In the present invention, the pulse generator stops generating the second pulse until a predetermined time has elapsed from the generation of the first pulse.
また、この発明において、前記パルスカウント部が、前記パルス発生部により発生したパルスの立ち上がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する。 In the present invention, the pulse counting unit counts the number of rising edges of the pulses generated by the pulse generating unit, and outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
また、この発明において、前記パルスカウント部が、前記パルス発生部により発生したパルスのパルス幅が所定幅以上である場合にカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する。 In the present invention, the pulse counting unit counts when the pulse width of the pulse generated by the pulse generating unit is equal to or greater than a predetermined width, and when the number reaches a predetermined number, the second signal is output. Output.
また、この発明において、前記パルスカウント部が、前記パルス発生部により発生したパルスの立ち下がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する。 In the present invention, the pulse counting unit counts the number of falling edges of the pulses generated by the pulse generating unit, and outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
また、この発明において、前記パルスカウント部が、前記パルス発生部により発生した第1のパルスのカウントから、所定時間経過するまで、第2のパルスのカウントを停止する。 In the present invention, the pulse counting unit stops counting the second pulse until a predetermined time has elapsed from the counting of the first pulse generated by the pulse generating unit.
また、この発明において、前記波形判別部が、前記パルス発生部により発生したパルスに基づくパルス出力幅が所定幅以上である場合、前記パルスカウント部によりカウントされたカウント値を変更するカウント値変更部を備える。 In the present invention, the waveform discriminating unit changes a count value counted by the pulse counting unit when a pulse output width based on a pulse generated by the pulse generating unit is a predetermined width or more. Is provided.
また、この発明において、前記パルス出力幅が、前記パルス発生部により発生したパルスの出力開始時点から出力終了時点までの時間幅である。 In the present invention, the pulse output width is a time width from the output start point of the pulse generated by the pulse generator to the output end point.
また、この発明において、前記パルス出力幅が、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力開始時点から前記第1のパルスに連続する第2のパルスの出力開始時点までの時間幅である。 In the present invention, the pulse output width is a time width from the output start time of the first pulse generated by the pulse generator to the output start time of the second pulse continuous to the first pulse. .
また、この発明において、前記パルス出力幅が、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力終了時点から前記第1のパルスに連続する第2のパルスの出力終了時点までの時間幅である。 In the present invention, the pulse output width is a time width from the output end point of the first pulse generated by the pulse generation unit to the output end point of the second pulse continuous to the first pulse. .
また、この発明において、前記パルス出力幅が、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力開始時点から第2のパルスの出力終了時点までの時間幅である。 In the present invention, the pulse output width is a time width from the output start time of the first pulse generated by the pulse generator to the output end time of the second pulse.
また、この発明において、前記パルスカウント部によりカウントされたカウント値に基づいて、前記パルス発生部によるパルスの発生条件を変更するパルス発生条件変更部を備える。 The present invention further includes a pulse generation condition changing unit that changes a pulse generation condition by the pulse generation unit based on the count value counted by the pulse counting unit.
また、この発明において、前記パルス発生条件変更部が、前記パルス発生部がパルスを発生するか否かの判定時に用いる電圧閾値及び時間閾値の少なくとも一方を変更する漏電検出装置。 Further, in the present invention, the leakage detection device, wherein the pulse generation condition changing unit changes at least one of a voltage threshold and a time threshold used when determining whether or not the pulse generation unit generates a pulse.
また、この発明において、前記パルス発生部が、前記零相変流器の正側の出力電圧に基づくパルスである正側パルスと、前記零相変流器の負側の出力電圧に基づくパルスである負側パルスと、を発生し、前記パルスカウント部が、前記正側パルスと前記負側パルスとをカウントし、前記正側パルスの数及び前記負側パルスの数の少なくとも一方が所定数以上である場合、前記第2の信号を出力する。 Further, in the present invention, the pulse generating unit includes a positive pulse that is a pulse based on the positive output voltage of the zero phase current transformer and a pulse that is based on the negative output voltage of the zero phase current transformer. A negative pulse, and the pulse counting unit counts the positive pulse and the negative pulse, and at least one of the number of the positive pulse and the number of the negative pulse is a predetermined number or more. If so, the second signal is output.
また、この発明において、前記積分値比較部により前記第1の信号を出力させる、又は、波形判別部により前記第2の信号を出力させるための信号出力指示信号を入力する信号入力部を備える。 The present invention further includes a signal input unit for inputting a signal output instruction signal for outputting the first signal by the integral value comparison unit or outputting the second signal by the waveform discrimination unit.
また、この発明において、前記信号入力部が、外部抵抗から前記信号出力指示信号を入力する。 In the present invention, the signal input unit inputs the signal output instruction signal from an external resistor.
本発明によれば、簡単かつ安価な構成で、漏電遮断と漏電表示とを同時に実施することができる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously perform the earth leakage interruption and the earth leakage display with a simple and inexpensive configuration.
以下、本発明を実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態における漏電検出装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す漏電検出装置100は、零相変流器10、積分演算部20、積分値比較部30、波形判別部40、漏電検出部50、を有して構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a leakage detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. A
零相変流器10は、三相の通電電流が流れる交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心(コア)と、当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルと、により構成される。零相変流器10は、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生した場合には、その差異に基づく漏電電流が発生する。そして、漏電電流に対応する誘起電圧がコイルの両端に発生する。零相変流器10は、この誘起電圧を零相変流器10の出力電圧であるZCT出力電圧として積分演算部20及び波形判別部40に出力する。また、図示はしないが、零相変流器10から電圧出力を得るために、零相変流器10に対して並列に抵抗素子が挿入されている。
The zero-phase
積分演算部20は、積分回路等により構成され、ZCT出力電圧を積算し、積算された電圧(積算電圧)を出力電圧として積分値比較部30へ出力する。
The
また、積分演算部20は、積分演算を用いてZCT出力電圧の実効値を求めてもよい。例えば、ZCT出力電圧の2乗値を1周期分積分し、1周期の時間で除し、その値の平方根を求める。この場合には、漏電電流をより精度よく検出することができるようになり、歪波に対する漏電検出性能が向上する。また、積分演算部20は、積分演算を用いてZCT出力電圧の平均値を求めてもよい。例えば、ZCT出力電圧の絶対値を1周期分積分し、1周期の時間で除して絶対値平均を計算する。この絶対値平均の値が積分値比較部30において比較に用いられる。この場合には、演算量を低減させることができ、低コストで漏電検出装置100を構成することができる。
Further, the
積分値比較部30は、比較回路等により構成され、積分演算部20による演算結果である積分値の絶対値が、所定値としての積分値判定閾値th1の絶対値以上である場合に、漏電検出部50へ電圧Hを出力する。一方、積算値の絶対値が積分値判定閾値th1の絶対値未満である場合に、漏電検出部50へ電圧Lを出力する。積分値比較部30の出力電圧が電圧Hであることは、積分値比較部30が所定信号(第1の信号)を出力することに相当する。なお、電圧Hは電圧Lよりも高い。
The integral
波形判別部40は、ZCT出力電圧の電圧波形の変極点を検出してカウントし、この変極点の数が所定数に達した場合に、漏電検出部50へ電圧Hを出力する。一方、変極点の数が所定数に達していない場合には、漏電検出部50へ電圧Lを出力する。波形判別部40の出力電圧が電圧Hであることは、波形判別部40が所定信号(第2の信号)を出力することに相当する。ここでの所定数とは、例えば「2」、「3」などである。なお、波形判別部40の詳細構成については後述する。
The
また、波形判別部40は、ZCT出力電圧が正電圧、負電圧のいずれからでも、上記の変極点の検出を開始してもよい。これにより、変極点の検出を高速に行うことができ、より高速に通常漏電の場合に交流電路を遮断することができる。
Further, the
漏電検出部50は、AND回路等により構成され、積分値比較部30の出力電圧が電圧Hであり、かつ、波形判別部40の出力電圧が電圧Hである場合に、電圧Hを出力する。漏電検出部50の出力電圧が電圧Hであることは、交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力することに相当する。なお、漏電検出信号は、交流電路の電路接点を開放するための(交流電路を遮断するための)遮断信号として、上記電路接点を開放する引外しコイル(不図示)に送出される。その結果、交流電路の電路接点は開放される。
The
次に、波形判別部40の詳細な構成について説明する。
図2は波形判別部40の詳細な構成例を示すブロック図である。図2に示す波形判別部40は、パルス発生部41、パルスカウント部42、を有して構成される。
Next, a detailed configuration of the
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example of the
パルス発生部41は、パルス発生回路等により構成され、ZCT出力電圧に基づいてパルスを発生する。ここでは、所定電圧値(電圧H)で短時間の電圧がパルスとして出力される。
The
パルスカウント部42は、パルスカウンタ等により構成され、パルス発生部41により発生したパルスの数をカウントし、パルスの数が所定数に達した場合に、出力電圧を電圧Hとし、上記の第2の信号を出力する。一方、パルスの数が所定数に達していない場合には、出力電圧を電圧Lとし、上記の第2の信号を出力しない。
The
次に、本実施形態の漏電検出装置100の動作を説明する。
図3は本実施形態の漏電検出装置100の第1動作例を説明するためのタイムチャートである。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a time chart for explaining a first operation example of the
図3の例では、パルス発生部41は、ZCT出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値th2の絶対値以上である場合に、パルスを発生することを想定している。これにより、雷サージで誤動作することなく、所望の漏電電流値の場合に動作し、より高速に漏電を検出することができる。一方、ZCT出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値th2の絶対値未満である場合に、パルスを発生しない。また、ここでは、パルスの立ち上がり時にパルスカウント部42によりカウントされている。
In the example of FIG. 3, it is assumed that the
図3の「漏電電流」は、各ケース(通常漏電、雷サージ)における零相変流器10に発生する漏電電流を示すものである。図3に示すように、通常漏電の場合には周期的な漏電電流が発生し、雷サージの場合には比較的電流値が大きくかつ一時的な漏電電流が発生する。
The “leakage current” in FIG. 3 indicates the leakage current generated in the zero-phase
図3の「ZCT出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器10の出力電圧(ZCT出力電圧)を示すものである。
“ZCT output” in FIG. 3 indicates the output voltage (ZCT output voltage) of the zero-phase
図3の「パルス発生部出力」は、各ケースにおけるパルス発生部41の出力電圧を示すものである。図3の例では、同一期間における通常漏電の場合にはパルスが3波発生しているところ、雷サージの場合にはパルスが2波発生しており、通常漏電の方が多くのパルスが発生している。
“Pulse generator output” in FIG. 3 indicates the output voltage of the
図3の「カウンタ」は、各ケースにおけるパルスカウント部42が保持するカウント値を示すものである。
The “counter” in FIG. 3 indicates the count value held by the
図3の「カウンタ出力」は、各ケースにおけるパルスカウント部42の出力電圧を示すものである。図3の例では、3波目のパルスが発生すると、パルスカウント部42の出力電圧が電圧Hとなっている。
“Counter output” in FIG. 3 indicates the output voltage of the
図3の「積分演算出力」は、各ケースにおける積分演算部20の出力電圧を示すものである。
“Integration calculation output” in FIG. 3 indicates the output voltage of the
図3の「積分値比較出力」は、各ケースにおける積分値比較部30の出力電圧を示すものである。
“Integral value comparison output” in FIG. 3 indicates the output voltage of the integral
図3の「漏電検出信号出力」は、各ケースにおける漏電検出部50の出力電圧を示すものである。
The “leakage detection signal output” in FIG. 3 indicates the output voltage of the
このような第1動作例によれば、通常漏電と雷サージとを早急に識別することが可能である。 According to such a first operation example, it is possible to quickly identify a normal electric leakage and a lightning surge.
図4は本実施形態の漏電検出装置100の第2動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart for explaining a second operation example of the
図4の例では、パルス発生部41は、ZCT出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値th2の絶対値以上である状態が所定時間以上継続した場合、パルスを発生することを想定している。一方、ZCT出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値th2の絶対値未満である場合、又は、ZCT出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値th2の絶対値以上である状態が所定時間以上継続しなかった場合に、パルスを発生しない。
In the example of FIG. 4, it is assumed that the
図4に示すように、ZCT出力電圧の電圧値とともに所定時間の継続を考慮するので、図3と比較すると、「パルス発生部出力」が所定時間遅延したタイミングで出力される。これに応じて、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングも遅延する。これにより、雷サージで誤動作することなく、所望の漏電電流値の場合に動作し、より高速に漏電を検出することができる。さらにノイズに対しても強く、ロバスト性が向上する。 As shown in FIG. 4, since the continuation of the predetermined time is considered together with the voltage value of the ZCT output voltage, the “pulse generator output” is output at a timing delayed by a predetermined time as compared with FIG. Accordingly, the timing of “counter”, “counter output”, and “leakage detection signal output” is also delayed. Thereby, without malfunctioning by lightning surge, it operates in the case of a desired leakage current value, and leakage can be detected at higher speed. Furthermore, it is strong against noise and the robustness is improved.
なお、図4では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 4, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
図5は漏電検出装置100の第3動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart for explaining a third operation example of the
図5の例では、パルス発生部41は、パルスの発生開始後、ZCT出力電圧の絶対値がパルス停止判定閾値th3の絶対値未満となった時、パルスの発生を停止することを想定している。一方、ZCT出力電圧の絶対値がパルス発生判定閾値th3の絶対値以上である場合、パルスの発生を継続する。
In the example of FIG. 5, it is assumed that the
図5に示すように、「パルス発生部出力」が所定範囲内であるパルス停止判定閾値th3の絶対値未満であるときに、パルス発生を停止している。このため、漏電電流検出閾値th3の絶対値以上となってからパルス停止判定閾値t3の絶対値未満となるまで、1つのパルスが発生する。また、ここでは、パルスの立下り時にパルスカウント部42によりカウントされている。したがって、パルスの立ち上がり時にカウントする場合と比較すると、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングが遅延する。
As shown in FIG. 5, the pulse generation is stopped when the “pulse generation unit output” is less than the absolute value of the pulse stop determination threshold th3 within a predetermined range. Therefore, one pulse is generated until the absolute value of the leakage current detection threshold th3 becomes equal to or greater than the absolute value of the pulse stop determination threshold t3. Further, here, the pulse is counted by the
なお、図5では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 5, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
また、ここではパルス停止のために電圧を考慮した場合を示しているが、電圧の代わりに時間を考慮してもよい。例えば、パルス発生部41は、パルスの発生開始から所定時間経過した時にパルスを停止するようにしてもよい。
In addition, here, the case where the voltage is taken into consideration for stopping the pulse is shown, but time may be taken into consideration instead of the voltage. For example, the
図6は本実施形態の漏電検出装置100の第4動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart for explaining a fourth operation example of the
図6の例では、通常漏電において、パルス発生部41が、パルスの発生後、所定時間は次のパルスを発生しないようにすることを想定している。すなわち、パルス発生部41は、第1のパルスの発生から所定時間経過するまで第2のパルスの発生を停止することを想定している。なお、これを雷サージにおいて適用することも当然可能である。
In the example of FIG. 6, it is assumed that the
また、図6の例では、雷サージにおいて、パルス発生部41により第1のパルスと第2のパルスを所定時間を経ずに発生するが、パルスカウント部42が、第1のパルスのカウントから、所定時間結果するまで、第2のパルスのカウントを停止することを想定している。なお、これを通常漏電において適用することも当然可能である。
In the example of FIG. 6, in the lightning surge, the
図6の例では、通常漏電において、所定時間としての出力マスク期間にパルス1つ分の発生タイミングが含まれている。この場合、パルス発生部41により発生するべき第2のパルスは、出力マスク期間と重複しているので、この出力マスク期間の終了後に発生する。したがって、パルスカウントのカウント値は1パルス分遅延してカウントされることになる。
In the example of FIG. 6, in normal leakage, the generation timing for one pulse is included in the output mask period as a predetermined time. In this case, the second pulse to be generated by the
図6の例では、雷サージにおいて、所定時間としてのカウントマスク期間にパルス1つ分のカウントタイミングが含まれている。この場合、パルスカウント部42によりカウントするべき第2のパルスは、カウントマスク期間と重複しているので、このカウントマスク期間の終了後にカウントされる。したがって、パルスカウントのカウント値は1パルス分遅延してカウントされることになる。したがって、「カウンタ」のタイミングが遅延するので、これに応じて「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングも遅延する。
In the example of FIG. 6, in the lightning surge, the count mask period as a predetermined time includes the count timing for one pulse. In this case, since the second pulse to be counted by the
なお、図6では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 6, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
このように、所定時間マスク期間を設けることで、正確にパルス発生を行うこと又はパルスカウントを行うことができる。特に、雷サージの誤検出を防止し、漏電検出装置100の誤動作を防止することができる。
Thus, by providing the mask period for a predetermined time, it is possible to accurately generate pulses or perform pulse counting. In particular, erroneous detection of lightning surge can be prevented, and malfunction of the
図7は本実施形態の漏電検出装置100の第5動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart for explaining a fifth operation example of the
図7の例では、パルスカウント部42が、パルス発生部41により発生したパルスのパルス幅(時間幅)が所定幅以上である場合にカウントすることを想定している。一方、パルスのパルス幅が所定幅未満である場合には、パルスとしてカウントしない。
In the example of FIG. 7, it is assumed that the
また、ここでは、パルスの立下り時にパルスカウント部42によりカウントされている。したがって、パルスの立ち上がり時にカウントする場合と比較すると、「カウンタ」、「カウンタ出力」、「漏電検出信号出力」のタイミングが遅延する。
Further, here, the pulse is counted by the
なお、図7では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 7, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
(第2の実施形態)
第2の実施形態の漏電検出装置100は、第1の実施形態で示した波形判別部40の代わりに、波形判別部40Bを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置100について、第1の実施形態で示した漏電検出装置100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
The
図8は本発明の第2の実施形態における波形判別部40Bの構成例を示すブロック図である。図8に示す波形判別部40Bは、パルス発生部41およびパルスカウント部42の他に、カウント値変更部43を備える。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
カウント値変更部43は、制御回路等により構成され、パルス発生部41により発生したパルスに基づくパルス出力幅を検出し、そのパルス出力幅が所定幅以上又は所定幅未満である場合に、パルスカウント部42によるカウント値を変更する。この場合、例えばカウント値を1つ大きくする。
The count
ここで、「パルス出力幅」とは以下のようなものである(後述する図9参照)。
(A)パルスP1の出力開始時点(立ち上がり時点)から出力終了時点(立ち下がり時点)までの時間幅T1
(B)第1のパルスとしてのパルスP1の出力開始時点から第1のパルスに連続する第2のパルスとしてのパルスP2の出力開始時点までの時間幅T2
(C)パルスP1の出力終了時点からパルスP2の出力終了時点までの時間幅T3
(D)パルスP1の出力開始時点からパルスP2の出力終了時点までの時間幅T4
Here, the “pulse output width” is as follows (see FIG. 9 described later).
(A) Time width T1 from the output start time (rising time) of the pulse P1 to the output end time (falling time)
(B) Time width T2 from the output start time of the pulse P1 as the first pulse to the output start time of the pulse P2 as the second pulse continuous with the first pulse
(C) Time width T3 from the end of output of pulse P1 to the end of output of pulse P2
(D) Time width T4 from the output start time of the pulse P1 to the output end time of the pulse P2.
図9は本実施形態の漏電検出装置100の動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart for explaining an operation example of the
図9の例では、パルス出力幅が時間幅T3以上のときにカウンタ値を1だけ大きくしている。これにより、カウント値を変更するタイミングを柔軟に設定することができる。したがって、それぞれの時間幅T1〜T4のいずれかをパルス出力幅に設定することで、漏電検出装置100の動作時間が遅くなることなく、誤動作を防止することができる。
In the example of FIG. 9, the counter value is increased by 1 when the pulse output width is equal to or greater than the time width T3. Thereby, the timing which changes a count value can be flexibly set. Therefore, by setting any one of the time widths T1 to T4 to the pulse output width, malfunction can be prevented without delaying the operation time of the
なお、図9では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 9, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
(第3の実施形態)
第3の実施形態の漏電検出装置100は、第1の実施形態で示した波形判別部40の代わりに、波形判別部40Cを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置100について、第1の実施形態で示した漏電検出装置100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
The
図10は本発明の第3の実施形態における波形判別部40Cの構成例を示すブロック図である。図10に示す波形判別部40Cは、パルス発生部41およびパルスカウント部42の他に、パルス発生条件変更部44を備える。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the
パルス発生条件変更部44は、制御回路等により構成され、パルスカウント部42によりカウントされたカウント値に基づいて、パルス発生部41によるパルスの発生条件を変更する。パルスの発生条件としては、パルス発生部41がパルスを発生するか否かの判定時に用いる電圧閾値や時間閾値などがある。パルス発生条件変更部44は、例えばこの電圧閾値(例えば第1の実施形態で説明した「漏電電流検出閾値th2」)及び時間閾値(例えば第1の実施形態で説明した「所定時間」)の少なくとも一方を変更する。
The pulse generation
図11は本実施形態の漏電検出装置100の動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart for explaining an operation example of the
図11の例では、パルス発生条件変更部44が、カウンタの出力が「2」となる時点で、パルス発生部41がパルス発生判定時の時間閾値を変更している。つまり、2カウント時点でパルス発生部41の時間閾値については、瞬時検出に変更している。これにより、雷サージ等による漏電検出装置100の誤動作を防止し、かつ、より高速に通常漏電の場合に交流電路を遮断することができる。
In the example of FIG. 11, the pulse generation
なお、図11では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 11, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
(第4の実施形態)
第4の実施形態の漏電検出装置100は、第1の実施形態で示した波形判別部40の代わりに、波形判別部40Dを備える。なお、本実施形態の漏電検出装置100について、第1の実施形態で示した漏電検出装置100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
The
図12は本発明の第4の実施形態における波形判別部40Dの構成例を示すブロック図である。図12に示す波形判別部40Dは、正側パルス発生部41A、負側パルス発生部41B、正側パルスカウント部42A、および負側パルスカウント部42Bを備える。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the
正側パルス発生部41Aは、正側のZCT出力電圧に基づくパルスである正側パルスを発生する。負側パルス発生部41Bは、負側のZCT出力電圧に基づくパルスである負側パルスを発生する。なお、ZCT出力電圧から正側パルス又は負側パルスを発生する条件については、先に説明したものと同様である。
The positive-
正側パルスカウント部42Aは、正側パルスをカウントし、このカウント数が所定数以上の場合に、出力電圧を電圧Hとし、第2の信号を出力する。負側パルスカウント部42Bは、負側パルスをカウントし、このカウント数が所定数以上の場合に、出力電圧を電圧Hとし、第2の信号を出力する。したがって、第2の信号は、正側パルスの数及び負側パルスの数の少なくとも一方が所定数以上である場合に出力される。なお、正側パルス又は負側パルスをカウントする条件については、先に説明したものと同様である。
The positive
図13は本実施形態の漏電検出装置100の動作例を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 13 is a time chart for explaining an operation example of the
図13の「正側パルス発生部出力」は、各ケースにおける正側パルス発生部41Aの出力電圧を示すものである。図13の例では、同一期間における通常漏電の場合には正側パルスが2波発生しているところ、雷サージの場合には正側パルスが1波発生しており、通常漏電の方が多くのパルスが発生している。
“Positive side pulse generation unit output” in FIG. 13 indicates the output voltage of the positive side
図13の「正側カウンタ」は、各ケースにおける正側パルスカウント部42Aが保持するカウント値を示すものである。
The “positive counter” in FIG. 13 indicates the count value held by the positive
図13の「負側パルス発生部出力」は、各ケースにおける負側パルス発生部41Bの出力電圧を示すものである。図13の例では、同一期間における通常漏電の場合には正側パルスが2波発生しているところ、雷サージの場合にも負側パルスが2波発生している。
“Negative pulse generator output” in FIG. 13 indicates the output voltage of the
図13の「負側カウンタ」は、各ケースにおける負側パルスカウント部42Bが保持するカウント値を示すものである。
The “negative counter” in FIG. 13 indicates the count value held by the negative
図13の「カウンタ出力」は、正側カウンタと負側カウンタとを考慮した出力を示すものである。図13の例では、正側パルスカウント部42A及び負側パルスカウント部42Bの少なくとも一方が正側パルス及び負側パルスの少なくとも一方を2波以上カウントした場合に、カウンタ出力の出力電圧が電圧Hとなる。したがって、図13の例では、通常漏電の場合にのみ、カウンタ出力が電圧Hとなる。
“Counter output” in FIG. 13 indicates an output in consideration of the positive counter and the negative counter. In the example of FIG. 13, when at least one of the positive side
なお、図13では、「積分演算出力」、「積分値比較出力」、「漏電検出信号出力」、の図示を省略している。 In FIG. 13, “integral calculation output”, “integral value comparison output”, and “leakage detection signal output” are not shown.
このように、ZCT出力電圧の正側及び負側を区別してパルス発生及びパルスカウントを行うことで、半波漏電を容易に検出することができる。 Thus, half-wave leakage can be easily detected by performing pulse generation and pulse count while distinguishing the positive side and the negative side of the ZCT output voltage.
(第5の実施形態)
図14は本発明の第5の実施形態における漏電検出装置Eの構成例を示すブロック図である。漏電検出装置100Eは、零相変流器10、積分演算部20、積分値比較部30、波形判別部40、漏電検出部50E、および集積回路としての複数の論理演算部を備える。ここでは、複数の論理回路部として、第1論理演算部60および第2論理演算部70を備えることを例示するが、これに限られない。なお、波形判別部40の代わりに、先に説明した波形判別部40B〜40Dを用いてもよい。本実施形態の漏電検出装置100Eについて、第1〜第4の実施形態で示した漏電検出装置100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a leakage detection apparatus E according to the fifth embodiment of the present invention. The
第1論理演算部60および第2論理演算部70は、積分値比較部30の出力電圧を電圧Hにさせる(つまり第1の信号を出力させる)、又は、波形判別部40の出力電圧を電圧Hにさせる(つまり第2の信号を出力させる)ための信号出力指示信号を入力する信号入力部としての機能を有する。したがって、これらの回路部により、第1の実施形態〜第4の実施形態で説明した複数のアルゴリズムを変更することが可能となる。
The first
第1論理演算部60は、OR回路等により構成され、積分値比較部30の出力電圧と外付回路部の出力電圧との少なくとも一方が電圧Hである場合に、電圧Hを出力する。
The first
第2論理演算部70は、OR回路等により構成され、波形判別部40の出力電圧と外付回路部の出力電圧との少なくとも一方が電圧Hである場合に、電圧Hを出力する。
The second
なお、第1論理演算部60と第2論理演算部70の外付回路部としては、低容量のチップ抵抗が考えられる。このチップ抵抗が第1論理演算部60、第2論理演算部70の入力ピンに接続される。これにより、外付回路部を含めて回路を安価に構成することができる。このように、外部抵抗から信号出力指示信号を入力するようにしてもよい。
In addition, as an external circuit unit of the first
漏電検出部50Eは、AND回路等により構成され、第1論理演算部60の出力電圧が電圧Hであり、かつ、第2論理演算部70の出力電圧が電圧Hである場合に、電圧Hを出力する。漏電検出部50Eの出力電圧が電圧Hであることは、交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力することに相当する。なお、漏電検出信号は、交流電路の電路接点を開放するための(交流電路を遮断するための)遮断信号として、上記電路接点を開放する引外しコイル(不図示)に送出される。その結果、交流電路の電路接点は開放される。
The
このような本実施形態の漏電検出装置100Eによれば、第1論理演算部60に接続される外付回路部の出力電圧を電圧Hとすれば、第1の実施形態〜第4の実施形態の積分値比較部30の出力電圧が常に電圧Hであることと等価であるので、積分値比較部30の機能を無効とすることができる。同様に、第2論理演算部70に接続される外付回路部の出力電圧を電圧Hとすれば、第1の実施形態〜第4の実施形態の波形判別部40等(40、40B〜40Dのいずれか)の出力電圧が常に電圧Hであることと等価であるので、波形判別部40等の機能を無効とすることができる。つまり、外付回路部を用いて、片方の機能を無効とすることができる。
According to such a
また、ここでは、第1論理演算部60および第2論理演算部70を用いて漏電検出装置100Eの機能の一部を無効とすることを説明したが、これらの回路部を用いなくてもよい。例えば、図示しない外部装置から、積分演算部20、積分値比較部30、又は波形判別部40の少なくとも1つの電圧閾値や時間閾値などの各閾値を変更したり、カウント値を変更させたりするための変更信号を入力する構成としてもよい。例えば、各閾値を変更する場合には、計測電圧や計測時間がこの閾値を常に超過する値に変更してもよい。また、例えば、常にカウント閾値を超過する値にカウント値を変更してもよい。このような構成によっても、同様に漏電検出装置100Eの機能の一部を無効とすることができる。
Further, here, it has been described that a part of the function of the
(第6の実施形態)
図15は本発明の第6の実施形態における漏電検出装置100Fの構成例を示すブロック図である。本実施形態の漏電検出装置100Fは、零相変流器10と、第1〜第5の実施形態で説明した零相変流器10を除く漏電検出装置100、100Eとしての機能を有する第1系統(漏電レベル検出部80)と、零相変流器10の出力電圧(ZCT出力電圧)を積分し、積分結果に応じた出力を行う第2系統を有する。つまり、第1系統は漏電遮断に係る機能を実現し、第2系統は漏電量(漏電電流値)をユーザに知らせるための機能を実現する。
(Sixth embodiment)
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a
第1系統としての漏電レベル検出部80は、前述のような積分演算部20、積分値比較部30、波形判別部40、漏電検出部50、等を有する。このうち、漏電レベル検出部80は、少なくとも積分演算部20と漏電検出部50とを備える。漏電検出部50は、積分演算部20による演算結果に基づいて、漏電検出信号を出力する。
The leakage
第2系統は、積分部91および演算結果出力部92を備える。
積分部91は、ZCT出力電圧を積分するものであり、先に説明した積分演算部20と同様の構成を有する。演算結果出力部92は、積分部91による演算結果(積分値)に応じた出力を行う。演算結果出力部92は、例えば図示しないディスプレイやスピーカ等により各種情報を出力する。ここでは、演算結果として、例えば、先に説明したような積分演算を用いたZCT出力電圧の実効値(実効値演算結果)や積分演算を用いたZCT出力電圧の平均値(平均値演算結果)を出力する。
The second system includes an
The
ここで、第1系統と第2系統の各構成部は、1つの集積回路(1つのモジュール)内で構成されている。したがって、このように同一のパッケージで漏電検出装置100Fを構成することで、コストダウンを図ることができる。つまり、簡単かつ安価な構成で、漏電遮断と漏電表示とを同時に実施することができる。
Here, each component of the first system and the second system is configured in one integrated circuit (one module). Therefore, cost reduction can be aimed at by comprising the earth-
また、図16に示すように、第1の実施形態で説明した積分演算部20として、積分部91を用いるようにしてもよい。つまり、漏電レベル検出部80が積分演算部20を備えずに、積分部91の出力を積分値比較部30が入力するようにしてもよい。このように、積分を行うための構成を共通にすることで、コストダウンを図ることができる。また、積分回路等のハードウェアが共通となることで、ハードウェアによる差異や積分演算のための演算方式に左右されないので、漏電検出のためのレベル検出値と、漏電度合いを表示するための表示値とで誤差が生じることがないので、両者間で矛盾が生じないように調整することができる。
Also, as shown in FIG. 16, an
また、演算結果出力部92は、積分部91により演算された積分値を平均化したもの(平均値)を出力するようにしてもよい。また、積分値比較部30は、積分演算部20により演算された積分値を平均化したもの(平均値)を所定値(積分値判定閾値th1)と比較するようにしてもよい。平均値とは例えば時間平均である。このとき、演算結果出力部92が平均化するときの期間を、積分値比較部30が平均化するときの期間よりも長くすることが好ましい。また、積分部91が、積分演算部20よりも長期間におけるZCT出力電圧を平均してZCT出力電圧の平均値を算出し、その平均値を積分して積分値を得るようにしてもよい。これにより、サージ電圧などのノイズによるZCT出力電圧の変動に影響されずに、積分値(漏電電流値に相当)等を正確に出力することができる。
The calculation
なお、ここでは平均値として説明したが、平均値の代わりに実効値を用いてもよい。 In addition, although demonstrated as an average value here, you may use an effective value instead of an average value.
また、演算結果出力部92は、積分部91による演算結果(積分値)の絶対値が、漏電レベル検出部80における漏電検出のための漏電電流検出閾値th2の絶対値よりも小さな絶対値より大きい場合、警告信号(アラーム)を出力してもよい。ここでの警告信号は、音声情報による警告や表示情報による警告などが考えられる。つまり、積分部91による演算結果が、積分値比較部30により第1の信号を出力するか否かの判定時に用いる電圧範囲よりも狭い所定範囲外に達した場合、警告信号を出力してもよい。これにより、交流電路を遮断する程度の漏電を検出する前に、事前にユーザが漏電の状態を認識することができる。
Further, the calculation
また、演算結果出力部92は、積分部91による演算結果に応じて、警告信号を出力するときの出力形態を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、積分部92による演算結果の絶対値が、漏電電流検出閾値th2の絶対値の50%を上回った場合にLED点灯し、漏電電流検出閾値th2の絶対値の80%を上回った場合に警報音を出力することが考えられる。これにより、漏電遮断までの緊急度(レベル)を正確に報知することが可能であり、突然漏電遮断に至る事態を回避することができる。
Further, the calculation
また、図17に示すように、漏電検出装置100Fは、積分部91による演算結果を記憶する演算結果記憶部93を備えてもよい。演算結果記憶部93は、例えば、所定時間分(1週間分など)の演算結果の情報を記憶する。このとき、所定時間の経過後は情報を上書きして書き換えても良い。なお、演算結果の情報とは、ZCT出力電圧の積分値(実効値、平均値)などである。これにより、漏電遮断までの一定時間の演算結果を記憶することにより、遮断原因を特定しやすくなる。
As illustrated in FIG. 17, the
また、図18に示すように、漏電検出装置100Fは、外部端子を介して、積分部91による演算結果の情報や演算結果記憶部93による演算結果の情報を出力するための外部端子部94を備えてもよい。外部端子部94は、例えばUSB(Universal Serial Bus)端子などである。外部端子部94を備えることで、容易に演算結果の情報を出力することができ、遮断原因を特定しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 18, the
また、図19に示すように、漏電検出装置100Fは、積分部91による演算結果の情報や演算結果記憶部93による演算結果の情報を記憶媒体へ出力する情報出力部95を備えてもよい。記憶媒体は、例えばUSBメモリやSDカードなどである。これにより、例えば漏電遮断までの一定時間の演算結果を記憶媒体へ出力することで、データの持ち運びが容易になり、遮断原因を特定しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 19, the
また、図20に示すように、漏電検出装置100Fは、積分部91による演算結果の情報や演算結果記憶部93による演算結果の情報を外部サーバへ送信する情報送信部96を備えてもよい。これにより、例えば漏電遮断までの一定時間の演算結果を外部サーバへ出力することで、遠隔地のセンタなどでも容易に漏電状況を把握することができ、遮断原因を特定しやすくなる。
As illustrated in FIG. 20, the
100、100E、100F 漏電検出装置
10 零相変流器(ZCT)
20 積分演算部(第1の積分演算部の一例)
30 積分値比較部
40 波形判別部
41 パルス発生部
41A 正側パルス発生部
41B 負側パルス発生部
42 パルスカウント部
42A 正側パルスカウント部
42B 負側パルスカウント部
43 カウント値変更部
44 パルス発生条件変更部
50 漏電検出部
60 第1論理演算部
70 第2論理演算部
80 漏電レベル検出部
91 積分部(第2の積分演算部の一例)
92 演算結果出力部
93 演算結果記憶部
94 外部端子部
95 情報出力部
96 情報送信部
th1 積分値判定閾値
th2 漏電電流検出閾値
th3 パルス停止判定閾値
100, 100E, 100F Earth
20 Integral calculation unit (an example of a first integral calculation unit)
30 Integral
92 operation
Claims (33)
前記零相変流器の出力電圧を積分する第1の積分演算部と、
前記第1の積分演算部による演算結果に基づいて、前記交流電路に漏電が発生していることを示す漏電検出信号を出力する漏電検出部と、
前記零相変流器の出力電圧を積分する第2の積分演算部と、
前記第2の積分演算部による演算結果に応じた出力を行う演算結果出力部と、
を備え、
前記演算結果出力部と前記漏電検出部とが1つのモジュールで構成されている漏電検出装置。 A zero-phase current transformer through which the AC circuit passes,
A first integration operation unit for integrating the output voltage of the zero-phase current transformer;
A leakage detection unit that outputs a leakage detection signal indicating that leakage has occurred in the AC circuit, based on a calculation result by the first integration calculation unit;
A second integration operation unit for integrating the output voltage of the zero-phase current transformer;
A calculation result output unit that performs output according to a calculation result by the second integral calculation unit;
With
The leakage detection device in which the calculation result output unit and the leakage detection unit are configured by one module.
前記漏電検出部は、前記第1の積分演算部として、前記第2の積分演算部を用いる漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 1,
The leakage detection unit is a leakage detection apparatus using the second integration calculation unit as the first integration calculation unit.
前記第2の積分演算部は、前記第1の積分演算部よりも長期間における前記零相変流器の出力電圧を平均して平均値を算出し、その平均値を積分する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 1 or 2,
The second integration calculation unit is a leakage detection device that averages output voltages of the zero-phase current transformers for a longer period than the first integration calculation unit, calculates an average value, and integrates the average value.
前記第1の積分演算部による演算結果が所定範囲外に達した場合、第1の信号を出力する信号比較部を備え、
前記演算結果出力部は、前記第2の積分演算部による演算結果が、前記積分値比較部により前記第1の信号を出力するか否かの判定時に用いる電圧閾値の範囲よりも狭い所定範囲外に達した場合、警告信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A signal comparison unit that outputs a first signal when a calculation result by the first integration calculation unit reaches a predetermined range;
The calculation result output unit is outside a predetermined range in which a calculation result by the second integration calculation unit is smaller than a voltage threshold range used when determining whether or not the first signal is output by the integration value comparison unit. A leakage detection device that outputs a warning signal when it reaches.
前記演算結果出力部は、前記第2の積分演算部による演算結果に応じて、前記警告信号を出力するときの出力形態を変更する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 4,
The calculation result output unit is a leakage detection device that changes an output form when outputting the warning signal according to a calculation result by the second integration calculation unit.
前記第2の積分演算部による演算結果の情報を所定時間分記憶する演算結果記憶部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
An electric leakage detection apparatus comprising a calculation result storage unit that stores information on a calculation result by the second integration calculation unit for a predetermined time.
前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を出力するための外部端子部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 6, further comprising:
An electrical leakage detection device comprising an external terminal unit for outputting information on a calculation result stored in the calculation result storage unit.
前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を記憶媒体へ出力する情報出力部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 6, further comprising:
An electric leakage detection apparatus comprising an information output unit that outputs information on a calculation result stored in the calculation result storage unit to a storage medium.
前記演算結果記憶部に記憶された演算結果の情報を外部サーバへ送信する情報送信部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 6, further comprising:
An electrical leakage detection apparatus comprising an information transmission unit that transmits information on a calculation result stored in the calculation result storage unit to an external server.
前記第1の積分演算部による演算結果が所定範囲外に達した場合、第1の信号を出力する積分値比較部と、
前記零相変流器の出力電圧波形の変極点を検出してカウントし、前記変極点の数が所定数に達した場合に第2の信号を出力する波形判別部と、
を備え、
前記漏電検出部は、前記積分値比較部により前記第1の信号が出力され、かつ、前記波形判別部により前記第2の信号が出力された場合、前記漏電検出信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
An integration value comparison unit that outputs a first signal when a calculation result of the first integration calculation unit reaches a predetermined range;
Detecting and counting inflection points of the output voltage waveform of the zero phase current transformer, and outputting a second signal when the number of inflection points reaches a predetermined number;
With
The leakage detection device outputs the leakage detection signal when the first signal is output by the integral value comparison unit and the second signal is output by the waveform determination unit.
前記波形判別部は、前記零相変流器の出力電圧が正電圧又は負電圧のときから前記変極点の検出を開始する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 10,
The said waveform discrimination | determination part is a leak detection apparatus which starts the detection of the said inflection point, when the output voltage of the said zero phase current transformer is a positive voltage or a negative voltage.
前記第1の積分演算部は、積分演算を用いて前記零相変流器の出力電圧の実効値を求める漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 10 or 11,
The first integral calculation unit is a leakage detection device that calculates an effective value of an output voltage of the zero-phase current transformer using an integral calculation.
前記第1の積分演算部は、積分演算を用いて前記零相変流器の出力電圧の平均値を求める漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 10 or 11,
The first integration calculation unit is a leakage detection device that calculates an average value of the output voltage of the zero-phase current transformer using integration calculation.
前記波形判別部は、
前記零相変流器の出力電圧波形に基づいてパルスを発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部により発生したパルスの数をカウントし、前記パルスの数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力するパルスカウント部と、
を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 10 to 13,
The waveform discrimination unit
A pulse generator for generating a pulse based on the output voltage waveform of the zero-phase current transformer;
A pulse count unit that counts the number of pulses generated by the pulse generation unit, and outputs the second signal when the number of pulses reaches a predetermined number;
A leakage detection device comprising:
前記パルス発生部は、前記零相変流器の出力電圧が所定範囲外に達した場合、前記パルスを発生する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 1,
The pulse generation unit is a leakage detecting device that generates the pulse when the output voltage of the zero-phase current transformer reaches a predetermined range.
前記パルス発生部は、前記零相変流器の出力電圧が所定範囲外に達した状態が所定時間以上継続した場合、前記パルスを発生する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 15,
The pulse generation unit is a leakage detection device that generates the pulse when a state in which the output voltage of the zero-phase current transformer has exceeded a predetermined range continues for a predetermined time or more.
前記パルス発生部は、前記パルスの発生開始後、前記零相変流器の出力電圧が所定電圧未満となった場合、前記パルスの発生を停止する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 16,
The pulse generation unit is a leakage detecting device that stops generation of the pulse when the output voltage of the zero-phase current transformer becomes less than a predetermined voltage after generation of the pulse is started.
前記パルス発生部は、前記パルスの発生開始から所定時間経過した場合、前記パルスの発生を停止する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 16,
The pulse generation unit is an electrical leakage detection device that stops generation of the pulse when a predetermined time has elapsed from the start of generation of the pulse.
前記パルス発生部は、第1のパルスの発生から所定時間経過するまで第2のパルスの発生を停止する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 18, comprising:
The pulse generation unit is a leakage detecting device that stops generating the second pulse until a predetermined time has elapsed from the generation of the first pulse.
前記パルスカウント部は、前記パルス発生部により発生したパルスの立ち上がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 19,
The pulse count unit counts the number of rising edges of the pulses generated by the pulse generator, and outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
前記パルスカウント部は、前記パルス発生部により発生したパルスのパルス幅が所定幅以上である場合にカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 19,
The pulse count unit counts when the pulse width of the pulse generated by the pulse generator is a predetermined width or more, and outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
前記パルスカウント部は、前記パルス発生部により発生したパルスの立ち下がりの数をカウントし、その数が所定数に達した場合に前記第2の信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 19,
The leakage detecting device that counts the number of falling pulses generated by the pulse generator and outputs the second signal when the number reaches a predetermined number.
前記パルスカウント部は、前記パルス発生部により発生した第1のパルスのカウントから、所定時間経過するまで、第2のパルスのカウントを停止する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 22,
The leak detection device, wherein the pulse counting unit stops counting the second pulse until a predetermined time has elapsed from the counting of the first pulse generated by the pulse generating unit.
前記波形判別部は、前記パルス発生部により発生したパルスに基づくパルス出力幅が所定幅以上である場合、前記パルスカウント部によりカウントされたカウント値を変更するカウント値変更部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 23, wherein:
The leakage detecting device includes a count value changing unit that changes the count value counted by the pulse counting unit when the pulse output width based on the pulse generated by the pulse generating unit is equal to or greater than a predetermined width.
前記パルス出力幅は、前記パルス発生部により発生したパルスの出力開始時点から出力終了時点までの時間幅である漏電検出装置。 The electric leakage detection device according to claim 24,
The leak detection device, wherein the pulse output width is a time width from an output start time to an output end time of a pulse generated by the pulse generator.
前記パルス出力幅は、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力開始時点から前記第1のパルスに連続する第2のパルスの出力開始時点までの時間幅である漏電検出装置。 The electric leakage detection device according to claim 24,
The leakage detection device, wherein the pulse output width is a time width from an output start time of a first pulse generated by the pulse generator to an output start time of a second pulse that is continuous with the first pulse.
前記パルス出力幅は、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力終了時点から前記第1のパルスに連続する第2のパルスの出力終了時点までの時間幅である漏電検出装置。 The electric leakage detection device according to claim 24,
The leakage detection device, wherein the pulse output width is a time width from an output end point of the first pulse generated by the pulse generation unit to an output end point of a second pulse continuous with the first pulse.
前記パルス出力幅は、前記パルス発生部により発生した第1のパルスの出力開始時点から第2のパルスの出力終了時点までの時間幅である漏電検出装置。 The electric leakage detection device according to claim 24,
The leakage detection device, wherein the pulse output width is a time width from an output start point of the first pulse generated by the pulse generator to an output end point of the second pulse.
前記パルスカウント部によりカウントされたカウント値に基づいて、前記パルス発生部によるパルスの発生条件を変更するパルス発生条件変更部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 28, further comprising:
An electric leakage detection apparatus comprising: a pulse generation condition changing unit that changes a pulse generation condition by the pulse generation unit based on a count value counted by the pulse count unit.
前記パルス発生条件変更部は、前記パルス発生部がパルスを発生するか否かの判定時に用いる電圧閾値及び時間閾値の少なくとも一方を変更する漏電検出装置。 The leakage detection device according to claim 29, wherein
The pulse generation condition changing unit is a leakage detecting device that changes at least one of a voltage threshold and a time threshold used when determining whether or not the pulse generating unit generates a pulse.
前記パルス発生部は、前記零相変流器の正側の出力電圧に基づくパルスである正側パルスと、前記零相変流器の負側の出力電圧に基づくパルスである負側パルスと、を発生し、
前記パルスカウント部は、前記正側パルスと前記負側パルスとをカウントし、前記正側パルスの数及び前記負側パルスの数の少なくとも一方が所定数以上である場合、前記第2の信号を出力する漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 30, comprising:
The pulse generation unit, a positive pulse that is a pulse based on the positive output voltage of the zero-phase current transformer, a negative pulse that is a pulse based on the negative output voltage of the zero-phase current transformer, Occur and
The pulse counting unit counts the positive pulse and the negative pulse, and when at least one of the number of the positive pulse and the number of the negative pulse is a predetermined number or more, the second signal is The leakage detection device that outputs.
前記積分値比較部により前記第1の信号を出力させる、又は、波形判別部により前記第2の信号を出力させるための信号出力指示信号を入力する信号入力部を備える漏電検出装置。 The leakage detection device according to any one of claims 14 to 31, further comprising:
A leakage detecting device comprising a signal input unit for inputting a signal output instruction signal for outputting the first signal by the integral value comparing unit or outputting the second signal by a waveform discriminating unit.
前記信号入力部は、外部抵抗から前記信号出力指示信号を入力する漏電検出装置。 The electric leakage detection device according to claim 32, comprising:
The signal input unit is a leakage detection device for inputting the signal output instruction signal from an external resistor.
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