JP2013156145A - スイッチ装置故障検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できるスイッチ装置故障検知装置を提供する。
【解決手段】本発明のスイッチ装置故障検知装置1は、制御回路Cの通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路Dの開閉を制御するスイッチ装置Bの故障を検知するものであり、制御回路Cに電流が流れていない際の動力回路Dの電流の有無を検査する検査手段100を具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、スイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置に関する。
モータやヒータ等の動力部のオン・オフを制御するために、リレー等からなるスイッチ装置を用いることがある。具体的に、スイッチ装置としては、制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共にそのオン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するものを用いることがある。このスイッチ装置を用いた場合には、制御回路に電流を流すことによりスイッチ装置をオンの状態にし、動力回路を閉じて導通状態にさせて、動力部に電力を供給する(例えば、非特許文献1)。前記スイッチ装置としては、半導体リレー(ソリッドステートリレー)又は電磁リレーが知られている。
しかし、上記のスイッチ装置は稀に故障することがあった。例えば、半導体リレーは半導体素子によって構成されているため、瞬間的に動力回路に大電流が流れた際に損傷して故障することがある。この故障によって、制御回路に電流を流していないのにもかかわらず、スイッチ装置がオフになり、動力回路が閉じられて、動力部に電力を供給してしまうことがあった。
オムロン株式会社ホームページ、[平成24年1月25日検索]、インターネット<URL:http://www.omron.co.jp/ecb/products/pry/ry_tech/e.html>
本発明は、スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できるスイッチ装置故障検知装置を提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を有する。
[1]制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するスイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置であって、前記制御回路に電流が流れていない際の前記動力回路の電流の有無を検査する検査手段を具備することを特徴とするスイッチ装置故障検知装置。
[2]前記検査手段は、電源と、前記制御回路に接続され、制御回路に電流が流れていない際に閉じられて導通状態になる第1開閉器を有する第1リレーと、前記動力回路に接続され、動力回路における前記スイッチ装置の出力側に電流が流れている際に閉じられて導通状態になる第2開閉器を有する第2リレーとを備え、第1開閉器と第2開閉器とが直列に接続され、第1開閉器又は第2開閉器に電源が接続されて検知回路が形成されたものである、[1]に記載のスイッチ装置故障検知装置。
[3]前記検査手段は、制御回路の電流値を測定する第1電流計と、動力回路における前記スイッチ装置の出力側の電流値を測定する第2電流計と、前記制御回路の電流値が所定の閾値未満且つ前記動力回路の電流値が所定の閾値を超えたときに故障信号を出力する検知回路とを備える、[1]に記載のスイッチ装置故障検知装置。
[4]前記検知回路に接続され、検知回路から故障信号が出力されていない際に閉じられて導通状態になる第3開閉器を有する第3リレーを具備し、第3開閉器が前記動力回路に設けられている、[2]又は[3]に記載のスイッチ装置故障検知装置。
[5]前記検知回路に接続された警告手段を具備する、[2]〜[4]のいずれか1項に記載のスイッチ装置故障検知装置。
本発明のスイッチ装置故障検知装置によれば、スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できる。
本発明のスイッチ装置故障検知装置の第1実施形態を示す模式図であって、動力回路が遮断された態様を示す図である。 本発明のスイッチ装置故障検知装置の第1実施形態を示す模式図であって、動力回路が導通状態になっている態様を示す図である。 本発明のスイッチ装置故障検知装置の第1実施形態を示す模式図であって、動力回路が導通状態になっている態様を示す図である。 本発明のスイッチ装置故障検知装置の第2実施形態を示す模式図である。 本発明のスイッチ装置故障検知装置の第3実施形態を示す模式図である。
<第1実施形態>
本発明のスイッチ装置故障検知装置(以下、「故障検知装置」と略す。)の第1実施形態について説明する。
図1に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置1は、スイッチ装置Bの故障を検知するものであり、制御回路Cに電流が流れていない際の動力回路Dの電流の有無を検査する検査手段100と、第3リレー200とを具備する。
ここで、本実施形態の故障検知装置1が適用されるスイッチ装置Bは、制御回路Cの通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に、そのオン・オフの制御によって動力回路Dの開閉を制御するものである。具体的には、制御回路Cに電流が流れている際にはスイッチ装置Bはオンの状態になり、動力回路Dを閉じて導通状態とし、制御回路Cに電流が流れていない際にはスイッチ装置Bはオフの状態になり、動力回路Dを開いて非導通状態とする。スイッチ装置Bとしては、半導体リレー、電磁リレーを使用できるが、故障検知装置1による故障検知は、半導体リレーの場合に適している。
制御回路Cは、スイッチ装置Bの出力側にて分岐して制御回路分岐配線Cが設けられている。また、制御回路Cには、制御回路用電源Cと、制御回路用スイッチ装置Cとが接続されており、制御回路用スイッチ装置Cがオンの状態となり、制御回路用電源Cから電流が流された際には、動力回路Dが閉じられる。
動力回路Dは、スイッチ装置Bの出力側にて分岐して動力回路分岐配線Dが設けられている。また、動力回路Dにおいては、スイッチ装置Bの入力側に動力回路用電源Dが接続され、スイッチ装置Bの出力側に動力部Dが接続されている。動力回路用電源Dとしては、動力部Dを駆動させるために、通常、検知回路用電源110及び制御回路用電源Cよりも出力が大きいものが使用される。
動力部Dとしては、モータ等の回転機器、ヒータ又はクーラー等の温調機器などが挙げられる。
本実施形態の故障検知装置1を構成する検査手段100は、電源110と第1リレー120と第2リレー130とを備え、検知回路Aが形成されたものである。
電源110(以下、「検知回路用電源110」という。)は、第3リレー200の後述する第3開閉器212を駆動できる電圧・電流を出力できるものであり、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。
本実施形態における第1リレー120は、電磁リレーであり、第1コイル121と第1開閉器122とを有する。
第1コイル121の両端には、制御回路Cから分岐された制御回路分岐配線Cが接続されている。そのため、第1コイル121は、制御回路Cに電流が流れて制御回路分岐配線Cに電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第1開閉器122は、第1コイル121と平行に配置された鉄片122aと、鉄片122aに接触可能な接点122b,122cとを有する。鉄片122aは、接点122b,122cと第1コイル121との間に配置され、接点122b,122cに対して近接又は離間可能になっている。ただし、鉄片122aは、ばね等によって、平常時(第1コイル121に電流が流れていないとき)には接点122b,122cに接触するように付勢されている。接点122bは検知回路用電源110に接続され、接点122cは後述する第2リレー130の接点132bに接続されている。
この第1開閉器122では、制御回路分岐配線Cに電流が流れていない際には第1コイル121から磁界が発生せず、鉄片122aが接点122b,122cに接触したまま閉じられて導通状態になる。また、制御回路分岐配線Cに電流が流れている際には、第1コイル121から発生した磁界により鉄片122aは第1コイル121側に引き付けられるため、接点122b,122cから離れる。これにより第1開閉器122は開かれて非導通状態になる。
本実施形態における第2リレー130は、電磁リレーであり、第2コイル131と第2開閉器132とを有する。
第2コイル131の両端には、動力回路Dから分岐された動力回路分岐配線Dが接続されている。そのため、第2コイル131は、動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側に電流が流れて動力回路分岐配線Dに電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第2開閉器132は、第2コイル131と平行に配置された鉄片132aと、鉄片132aに接触可能な接点132b,132bとを有する。鉄片132aは、第2コイル131の反対側に向かって接点132b,132cから離間するように又接点132b,132cに近接するように移動可能になっている。ただし、鉄片122aは、ばね等によって、平常時(第2コイル131に電流が流れていないとき)には接点132b,132cに接触しないように付勢されている。接点132bは第1リレー120の接点122cに接続され、接点132cは後述する第3リレー200の第3コイル211の一端に接続されている。
この第2開閉器132では、動力回路分岐配線Dに電流が流れていない際には第2コイル131から磁界が発生せず、鉄片132aが接点132b,132cから離れたまま開かれて非導通状態になる。また、動力回路分岐配線Dに電流が流れている際には、第2コイル131から発生した磁界により鉄片132aは第2コイル131側に引き付けられて接点132b,132cに接触する。これにより第2開閉器132は閉じられて導通状態になる。
検知回路Aは、検知回路用電源110と第1開閉器122と第2開閉器132とが直列に接続されて形成されている。本実施形態では、検知回路用電源110の出力側に第1開閉器122が配置され、第1開閉器122よりも下流側に第2開閉器132が配置されている。また、検知回路Aの第2開閉器132よりも下流側に第3開閉器212が接続されている。なお、本発明において、「下流側」とは、電源から離れる側のことである。
第3リレー200は、電磁リレーであり、検知回路Aに電流が流れていない際(図2及び図3参照)に閉じられて導通状態になり、検知回路Aに電流が流れている際に開かれて非導通状態になる第3開閉器212を有する。第3開閉器212は、動力回路Dの、スイッチ装置Bと動力回路用電源Dと間に設けられている。
本実施形態における第3リレー200は、電磁リレーであり、第3コイル211と第3開閉器212とを有する。
第3コイル211は、検知回路Aに接続されている。そのため、第3コイル211は、検知回路Aに電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第3開閉器212は、第3コイル211と平行に配置された鉄片212aと、鉄片212aに接触可能な接点212b,212cとを有する。鉄片212aは、第3コイル211と接点212b,212cとの間に配置され、第3コイル211と接点212b,212cとの間を移動可能になっている。ただし、鉄片212aは、ばね等によって、平常時(第3コイル211に電流が流れていないとき)には接点212b,212cに接触するように付勢されている。接点212b,212cは、スイッチ装置Bと動力回路用電源D2と間の動力回路Dに接続されている。
この第3開閉器212では、検知回路Aに電流が流れていない際には第3コイル211から磁界が発生せず、鉄片212aが接点212b,212cに接触したまま閉じられて導通状態になる。また、検知回路Aに電流が流れている際には、第3コイル211から発生した磁界により鉄片212aは第3コイル211側に引き付けられて、接点212b,212cから離れる。これにより第3開閉器212は開かれて非導通状態になる。
上記実施形態の故障検知装置1では、制御回路Cに電流が流れ且つ動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側にも電流が流れているときには、図2に示すように、第1開閉器122が開かれ、第2開閉器132が閉じられる。この場合には、検知回路Aに電流が流れず、検査手段100から故障信号を出力せず、第3コイル211に電流が流れないから、第3開閉器212は閉じられて動力回路Dは導通状態になっている。
制御回路Cに電流が流れておらず且つ動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側にも電流が流れていないときには、図3に示すように、第1開閉器122が閉じられ、第2開閉器132が開かれる。この場合にも、検知回路Aに電流が流れず、検査手段100から故障信号を出力せず、第3コイル211に電流が流れないから、第3開閉器212は閉じられて動力回路Dは導通状態になっている。
しかし、制御回路Cに電流が流れておらず且つ動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側に電流が流れているときには、図1に示すように、第1開閉器122が閉じられ、第2開閉器132が閉じられる。この場合には、検知回路Aに電流が流れ、検査手段100から故障信号を出力する。すなわち、第3コイル211に電流が流れる。第3コイル211に電流が流れると、第3開閉器212が開いて動力回路Dの電流を遮断する。
したがって、上記故障検知装置1によれば、スイッチ装置Bの故障を簡便に且つ迅速に検知して、動力回路Dを開いて動力部Dの作動を停止させることできる。
<第2実施形態>
本発明の故障検知装置の第2実施形態について説明する。
図4に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置2は、第3リレーを有さない代わりに警告手段300を有すること以外は第1実施形態の故障検知装置1と同様である。すなわち、本実施形態の故障検知装置2は、検査手段100と警告手段300とを具備する。
警告手段300としては特に制限はなく、サイレンやブザー等の警告音発生機、警告音声放送機、回転灯等の警告灯、警告表示モニタなどが挙げられる。また、作業者の携帯電話やPHSに警告を送信する送信手段であってもよい。上記警告手段は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の故障検知装置2においても、制御回路Cに電流が流れておらず且つ動力回路Dのスイッチ装置Bの出力側に電流が流れているときには、第1開閉器122が閉じられ、第2開閉器132が閉じられ、検査手段100から故障信号を警告手段300に向けて発する。
上記故障検知装置2によれば、スイッチ装置Bの故障を簡便に且つ迅速に検知して、警告手段300に電流を流して警告手段300を作動させることができる。
<第3実施形態>
本発明の故障検知装置の第3実施形態について説明する。
図5に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置3は、スイッチ装置Bの故障を検知するものであり、検査手段400と警告手段300とを具備する。検査手段400は、第1電流計410と第2電流計420と検知回路430とを備える。
第1電流計410は、制御回路Cの電流値を測定するものである。測定された電流値は検知回路430に伝送されるようになっている。
第2電流計420は、動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側の電流値を測定するものである。測定された電流値は検知回路430に伝送されるようになっている。
検知回路430は、第1電流計410によって測定された制御回路Cの電流値が所定の閾値未満であり、且つ、第2電流計420によって測定された動力回路Dの電流値が所定の閾値を超えたときに、故障信号を出力させるものである。前記所定の閾値は0であることが好ましい。
また、検知回路430は警告手段300に接続されており、検知回路430から発せられた故障信号は警告手段300に伝送されるようになっている。すなわち、故障を検知した際には、警告手段300に電流が流れるようになっている。
本実施形態の故障検知装置3では、制御回路Cに電流が流れておらず且つ動力回路Dにおけるスイッチ装置Bの出力側に電流が流れているときには、検知回路430にて故障を検知し、検査手段100から故障信号を発する。
上記故障検知装置3によれば、スイッチ装置Bの故障を簡便に且つ迅速に検知し、警告手段300に電流を流し、警告手段300を作動させて、作業者に知らせることができる。
<他の実施形態>
なお、上記第1実施形態及び第2実施形態では、第1リレー、第2リレー及び第3リレーとして電磁リレーを用いたが、半導体リレーを用いても構わない。
また、第1リレーと第2リレーの位置を入れ替えて、検知回路用電源に第2開閉器を接続し、第2開閉器の下流側に第1開閉器を接続して検知回路を形成してもよい。
第3実施形態において、警告手段の代わりに、第1実施形態と同様に、検知回路に接続された第3コイルと動力回路に設けられた第3開閉器とを有する第3リレーを使用してもよい。また、警告手段と第3リレーを併用してもよい。
1,2,3 故障検知装置(スイッチ装置故障検知装置)
100 検査手段
110 電源(検知回路用電源)
120 第1リレー
121 第1コイル
122 第1開閉器
122a 鉄片
122b,122c 接点
130 第2リレー
131 第2コイル
132 第2開閉器
132a 鉄片
132b,132c 接点
200 第3リレー
211 第3コイル
212 第3開閉器
212a 鉄片
212b,212c 接点
300 警告手段
400 検査手段
410 第1電流計
420 第2電流計
430 検知回路
A 検知回路
B スイッチ装置
C 制御回路
制御回路分岐配線
制御回路用電源
制御回路用スイッチ装置
D 動力回路
動力回路分岐配線
動力回路用電源
動力部

Claims (5)

  1. 制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するスイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置であって、
    前記制御回路に電流が流れていない際の前記動力回路の電流の有無を検査する検査手段を具備することを特徴とするスイッチ装置故障検知装置。
  2. 前記検査手段は、電源と、前記制御回路に接続され、制御回路に電流が流れていない際に閉じられて導通状態になる第1開閉器を有する第1リレーと、前記動力回路に接続され、動力回路における前記スイッチ装置の出力側に電流が流れている際に閉じられて導通状態になる第2開閉器を有する第2リレーとを備え、
    第1開閉器と第2開閉器とが直列に接続され、第1開閉器又は第2開閉器に電源が接続されて検知回路が形成されたものである、請求項1に記載のスイッチ装置故障検知装置。
  3. 前記検査手段は、制御回路の電流値を測定する第1電流計と、動力回路における前記スイッチ装置の出力側の電流値を測定する第2電流計と、前記制御回路の電流値が所定の閾値未満且つ前記動力回路の電流値が所定の閾値を超えたときに故障信号を出力する検知回路とを備える、請求項1に記載のスイッチ装置故障検知装置。
  4. 前記検知回路に接続され、検知回路から故障信号が出力されていない際に閉じられて導通状態になる第3開閉器を有する第3リレーを具備し、第3開閉器が前記動力回路に設けられている、請求項2又は3に記載のスイッチ装置故障検知装置。
  5. 前記検知回路に接続された警告手段を具備する、請求項2〜4のいずれか1項に記載のスイッチ装置故障検知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110887644A (zh) * 2019-10-28 2020-03-17 深圳供电局有限公司 负荷开关齿轮状态检测方法及系统

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