JP2014021041A - 電流路断線検出回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流路1の一方の線1と、線1の始端の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子1と、線1の始端から終端までの電位が一端に印加されるべく配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1、電流路1の他方の線2も同様に構成され、抵抗素子1の他端の電位が印加される電流路2の一方の線3、線3の始端から終端までの電位が他端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1、電流路2の他方の線4も同様に構成され、線3の終端部と線4の終端部は接続され、線1の始端部と線2の始端部の間には、外部の電源電圧が印加されるべく構成され、線1の終端部と線2の終端部との間の電位差は、外部の負荷に印加される構成とする。
【選択図】図1
Description
「この発明は、配電線の相間に商用周波と異なる周波数の検出用電圧を重畳し、配電線の任意位置の相間に配置した直列共振回路装置を介して流れる電流の大きさを検出して、配電線の断線の有無と断線区間を判定する配電線の断線区間検出装置および断線区間検出方法関するものである。」
「具体的には、結合装置を用いて検出信号発生装置が発生する商用周波と異なる周波数の検出信号を3相配電線の2線間に重畳する。
検出信号発生装置は周波数可変とし、検出信号発生装置で発生する検出信号の特定周波数に対して、ただ一つだけの検出信号短絡装置(例えば、直列共振フィルタ)が応答するものとする。
信号検出装置は、検出信号発生装置の検出信号電流がある一定値以上であれば断線無し、それ以下であれば断線有りと検出する。
順次、検出信号発生装置が発生する検出信号の周波数を変えるとともに、切換スイッチによって検出信号を重畳する相を切換えて、断線相と区間を判定する。」
「この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、シンプルな構成による低価格な、かつ、耐久性に優れた高信頼度な配電線の断線区間検出装置および断線区間検出方法を提供することを目的とする。」
(1)請求項1に係る電流路断線検出回路は、
電流路1の一方の線1と、該線1の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子1と、該線1の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子1又は該線1の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1と、
電流路1の他方の線2と、該線2の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子2と、該線2の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子2又は該線2の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群2と、
前記抵抗素子1の他端の電位が印加される電流路2の一方の線3と、該線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子1又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群1と、
前記抵抗素子2の他端の電位が印加される電流路2の他方の線4と、該線4の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子2又は該線4の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群2と、を備え、
前記線3の終端部又はその付近と前記線4の終端部又はその付近は接続され、
前記線1の始端部又はその付近と前記線2の始端部又はその付近には、外部の電源電圧が印加されるべく構成され、前記線1の終端部又はその付近と前記線2の終端部又はその付近との間の電位差は、外部の負荷に印加されるべく構成されていることを特徴とする。
(2)請求項2に係る電流路断線検出回路は、
電流路1の一方の線1と、該線1の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子1と、該線1の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子1又は該線1の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1と、
電流路1の他方の線2と、該線2の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子2と、該線2の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子2又は該線2の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群2と、
前記抵抗素子1及び前記抵抗素子2の他端の電位が印加される線3と、
前記線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子1又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群1と、
前記線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子2又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群2と、を備え、
前記線1の始端部又はその付近と前記線2の始端部又はその付近には、外部の電源電圧が印加されるべく構成され、前記線1の終端部又はその付近と前記線2の終端部又はその付近との間の電位差は、外部の負荷に印加されるべく構成されていることを特徴とする。
(3)請求項3に係る電流路断線検出回路は、請求項1又は2において、
前記整流素子1、前記整流素子2、前記整流素子群1の整流素子及び前記整流素子群2の整流素子は、前記抵抗素子1及び前記抵抗素子2の他端の電位に順方向であることを特徴とする。
(4)請求項4に係る電流路断線検出回路は、請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記整流素子群1及び/又は前記整流素子群2のそれぞれの整流素子のアノードに定電圧素子のアノードが接続され、又は、該整流素子群1及び/又は該整流素子群2のそれぞれの整流素子のカソードに定電圧素子のカソードが接続され、該整流素子と該定電圧素子が直列接続として構成されていることを特徴とする。
高圧直流伝送路に断線が発生した場合、アーク放電が発生し、火災等を誘発する虞があるが、本発明によれば、直ちに断線を検出し伝送路の電源を遮断できる。
(1−1)回路構成
図1は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態1の回路構成を示す図である。
符号Line1で示される電流路は、電流路1の一方の線1であり、符号T1で示される端子1と符号T5で示される端子5を渡る電線である。
符号Line2で示される電流路は、電流路1の他方の線2であり、符号T2で示される端子2と符号T6で示される端子6を渡る電線である。
端子1に近い線1及び端子2に近い線2の部分を始端、端子5に近い線1及び端子6に近い線2の部分を終端と称す。この線は、電力伝送路である。
始端部に存在する端子1、端子2間には、外部の電源が入力される。
終端部に存在する端子5、端子6間には、外部の負荷が接続される。
端子3から端子4に接続されている線は連続一本でよいが、折り返し付近を境界とし、折り返しの前半を線3、後半を線4と称す。
1本の線で構成されていたとしても線3と線4に分離して称することが多い。端子3、端子4に近い線3、線4の部分を始端、折り返し部分(Dj、Dv付近)に近い線3、線4の部分を終端と称す。この線は、弱電流伝送路である。
端子3、端子4間自体には電圧を印加しない。
符号R1で示される素子は抵抗素子1、符号D1〜Di、Djで示される素子は整流素子1〜整流素子i、整流素子jである。散在配置とも称す。以下、同じ。
符号R2で示される素子は抵抗素子2、符号Dk〜Du、Dvで示される素子は整流素子k〜整流素子u、整流素子vである。散在配置とも称す。以下、同じ。
整流素子k〜整流素子u、整流素子vのアノードは、線2に接続され、カソードは線4に接続されている。
整流素子D1〜Dvの数は、添え文字i、j、u、v等の文字が表現できる数に限定されない。このアルファベットの文字は単なる整流素子の符号である。
以下、図1を参照して本発明の電流路断線検出回路の実施の形態1の動作を説明する。
抵抗素子1の抵抗値をr1、抵抗素子2の抵抗値をr2であるとき、r1=r2とする。
抵抗素子1に流れる電流による抵抗素子1の電圧降下をVr1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子2の電圧降下をVr2とすると、「Vr1=Vr2>0」、である。かつ、端子3と端子4との電位差が無い。
この前提条件として、端子5、端子6間に負荷が接続されていないで、かつ、線3及び線4が断線していない。又は、端子5、端子6間に負荷が接続されていて、線1又は線2が断線していない場合であり、かつ、線3及び線4が断線していない場合である。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線1(Line1)が断線した場合。
線1において、整流素子i(Di)のカソードと整流素子j(Dj)のカソード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒抵抗素子1(R1)⇒線3(Line3)⇒整流素子j(Dj)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒線2(Line2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線2(Line2)が断線した場合。
線2において、整流素子u(Du)のアノードと整流素子v(Dv)のアノード間の線が断線し、線4は断線していないとき。
端子1(T1)⇒線1(Line1)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒整流素子v(Dv)⇒線4(Line4)⇒抵抗素子2(R2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
線1が断線したとき、電流路は、経路1として、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒整流素子jのアノード〜カソード⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒線2⇒端子2の電流路と、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路の2系統が形成される。
よって、経路1の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路1)、Vr2(経路1)とすると、Vr1(経路1)>Vr2(経路1)となる。
抵抗素子1は、負荷及び抵抗素子2の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子2は、抵抗素子1との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子1の電流>抵抗素子2の電流となる。
線2が断線したとき、電流は、経路2として、
端子1⇒線1⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒整流素子vのアノード〜カソード⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路と、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路の2系統が形成される。
よって、経路2の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路2)、Vr2(経路2)とすると、Vr1(経路2)<Vr2(経路2)となる。
抵抗素子2は、負荷及び抵抗素子1の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子1は、抵抗素子2との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子2の電流>抵抗素子1の電流となる。
ただし、抵抗素子1と端子1との間の線1、抵抗素子2と端子2との間の線2、整流素子jと端子5との間の線1及び整流素子vと端子6との間の線2は断線していないことを前提とする。
なお、抵抗素子1及び抵抗素子2の抵抗値は、端子1、端子2間に印加される電位差による電力の消費を控えるため、端子5、端子6間に接続する負荷抵抗値より遙かに大とする。
(2−1)回路構成
図2は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態2の回路構成を示す図である。
符号Line1で示される電流路は、電流路1の一方の線1であり、符号T1で示される端子1と符号T5で示される端子5を渡る電線である。
符号Line2で示される電流路は、電流路1の他方の線2であり、符号T2で示される端子2と符号T6で示される端子6を渡る電線である。
端子1に近い線1及び端子2に近い線2の部分を始端、端子5に近い線1及び端子6に近い線2の部分を終端と称す。この線は、電力伝送路である。
始端部に存在する端子1、端子2間には、外部の電源が入力される。
終端部に存在する端子5、端子6間には、外部の負荷が接続される。
図1では、線3と線4で折り返されていたが、図2では、線3の1本である。
符号T3で示される端子3は、図1の符号T3(端子3)を踏襲している。線3に接続される端子3として図1と同様に扱っている。
端子3の付近に近い線3の部分を始端と称し、整流素子j及び整流素子vの付近に近い線3の部分を終端と称す。線3は、弱電流伝送路である。端子3自体には電圧を印加しない。
符号R1で示される素子は抵抗素子1、符号D1〜Di、Djで示される素子は整流素子1〜整流素子i、整流素子jである。
符号R2で示される素子は抵抗素子2、符号Dk〜Du、Dvで示される素子は整流素子k〜整流素子u、整流素子vである。
整流素子k〜整流素子u、整流素子vのアノードは、線2に接続、カソードは線3に接続されている。
整流素子D1〜Dvの数は、添え文字i、j、u、v等の文字が表現できる数に限定されない。このアルファベットの文字は単なる整流素子の符号である。
以下、図2を参照して本発明の電流路断線検出回路の実施の形態2の動作を説明する。
抵抗素子1の抵抗値をr1、抵抗素子2の抵抗値をr2であるとき、r1=r2とする。
抵抗素子1に流れる電流による抵抗素子1の電圧降下をVr1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子2の電圧降下をVr2とすると、「Vr1=Vr2>0」、である。
この前提条件として、線1又は線2に断線があっても、端子5、端子6間に負荷が接続されていない。又は、端子5、端子6間に負荷が接続されていて、線1又は線2が断線していない場合である。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線1(Line1)が断線した場合。
線1において、整流素子i(Di)のカソードと整流素子j(Dj)のカソード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒抵抗素子1(R1)⇒線3(Line3)⇒整流素子j(Dj)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒線2(Line2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線2(Line2)が断線した場合。
線2において、整流素子u(Du)のアノードと整流素子v(Dv)のアノード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒線1(Line1)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒整流素子v(Dv)⇒線3(Line3)⇒抵抗素子2(R2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
線1が断線したとき、電流路は、経路3として、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒整流素子jのアノード〜カソード⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒線2⇒端子2の電流路が形成される。
よって、経路3の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子1、抵抗素子2の電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路3)、Vr2(経路3)とすると、Vr1(経路3)>Vr2(経路3)となる。
抵抗素子1は、負荷及び抵抗素子2の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子2は、抵抗素子1との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子1の電流>抵抗素子2の電流となる。
線2が断線したとき、電流路は、経路4として、
端子1⇒線1⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒整流素子vのアノード〜カソード⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路が形成される。
よって、経路4の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子1、抵抗素子2の電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路4)、Vr2(経路4)とすると、Vr1(経路4)<Vr2(経路4)となる。
抵抗素子2は、負荷及び抵抗素子1の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子1は、抵抗素子2との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子2の電流>抵抗素子1の電流となる。
ただし、抵抗素子1と端子1との間の線1、抵抗素子2と端子2との間の線2、整流素子jと端子5との間の線1及び整流素子vと端子6との間の線2は断線していないことを前提とする。
なお、抵抗素子1及び抵抗素子2の抵抗値は、端子1、端子2間に印加される電位差による電力の消費を控えるため、端子5、端子6間に接続する負荷抵抗値より遙かに大とする。
(3−1)回路構成
図3(A)は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態3の回路構成の一部を示す図である。図3(A)は、図1をベースとしているが、図1に付加する部分を図3(A)に示す。
図3(A)は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態1の図1の回路に示す整流素子Diに符号Ziで示される定電圧素子Ziを直列接続し、整流素子Djに符号Zjで示される定電圧素子Zjを直列接続したものである。
同様に、図1の回路に示す整流素子Duに符号Zuで示される定電圧素子Zuを直列接続し、整流素子Dvに符号Zvで示される定電圧素子Zvを直列接続したものである。
図3(A)には、図1に示した回路と素子を省略しているが、図1も参照し、図3(A)にも図1の要素が存在しているものとして説明する。
なお、定電圧素子は、一般にツェナーダイオードと通称される。
符号Line1で示される電流路は、電流路1の一方の線1であり、符号T1で示される端子1と符号T5で示される端子5を渡る電線である。
符号Line2で示される電流路は、電流路1の他方の線2であり、符号T2で示される端子2と符号T6で示される端子6を渡る電線である。
端子1に近い線1及び端子2に近い線2の部分を始端、端子5に近い線1及び端子6に近い線2の部分を終端と称す。この線は、電力伝送路である。
始端部に存在する端子1、端子2間には、外部の電源が入力される。
終端部に存在する端子5、端子6間には、外部の負荷が接続される。
端子3から端子4に接続されている線は連続一本でよいが、折り返し付近を境界とし、折り返しの前半を線3、後半を線4と称す。
1本の線で構成されていたとしても線3と線4に分離して称することが多い。端子3、端子4に近い線3、線4の部分を始端、折り返し部分(Dj、Dv付近)に近い線3、線4の部分を終端と称す。この線は、弱電流伝送路である。
端子3、端子4間自体には電圧を印加しない。
符号R1で示される素子は抵抗素子1、符号D1〜Di、Djで示される素子は整流素子1〜整流素子i、整流素子j、符号Z1〜Zi、Zjで示される素子は定電圧素子1〜定電圧素子i、定電圧素子jである。
符号R2で示される素子は抵抗素子2、符号Dk〜Du、Dvで示される素子は整流素子k〜整流素子u、整流素子v、符号Zk〜Zu、Zvで示される素子は定電圧素子k〜定電圧素子u、定電圧素子vである。
抵抗素子2、整流素子k〜整流素子u、整流素子v、定電圧素子k〜定電圧素子u、定電圧素子vは、線2、線4間に接続されている。
整流素子k〜整流素子u、整流素子vのアノード側は、線2に接続、カソード側は線4に接続されている。勿論、定電圧素子が整流素子に直列接続されているが。
抵抗素子1〜整流素子i、抵抗素子1〜定電圧素子i間に存在する整流素子、定電圧素子の表示を省略し、
抵抗素子2〜整流素子u、抵抗素子2〜定電圧素子u間に存在する整流素子、定電圧素子の表示を省略している。
整流素子D1〜Dv、定電圧素子Z1〜Zvの数は、添え文字i、j、u、v等の文字が表現できる数に限定されない。このアルファベットの文字は単なる整流素子、定電圧素子の符号である。
以下、図3(A)及び図1を参照して本発明の電流路断線検出回路の実施の形態3の動作を説明する。
抵抗素子1の抵抗値をr1、抵抗素子2の抵抗値をr2であるとき、r1=r2とする。
抵抗素子1に流れる電流による抵抗素子1の電圧降下をVr1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子2の電圧降下をVr2とすると、「Vr1=Vr2>0」、である。かつ、端子3と端子4との電位差が無い。
この前提条件として、端子5、端子6間に負荷が接続されていないで、かつ、線3及び線4が断線していない。又は、端子5、端子6間に負荷が接続されていて、線1又は線2が断線していない場合であり、かつ、線3及び線4が断線していない場合である。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線1(Line1)が断線した場合。
線1において、整流素子i(Di)のカソードと定電圧素子j(Zj)のアノード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒抵抗素子1(R1)⇒線3(Line3)⇒整流素子j(Dj)⇒定電圧素子j(Zj)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒線2(Line2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線2(Line2)が断線した場合。
線2において、定電圧素子u(Zu)のカソードと整流素子v(Dv)のアノード間の線が断線し、線4は断線していないとき。
端子1(T1)⇒線1(Line1)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒整流素子v(Dv)⇒定電圧素子v(Zv)⇒線4(Line4)⇒抵抗素子2(R2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
線1が断線したとき、電流路は、経路5として、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒整流素子jのアノード〜カソード⇒定電圧素子jのカソード〜アノード⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒線2⇒端子2の電流路と、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路の2系統が形成される。
よって、経路5の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路5)、Vr2(経路5)とすると、Vr1(経路5)>Vr2(経路5)となる。
抵抗素子1は、負荷及び抵抗素子2の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子2は、抵抗素子1との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子1の電流>抵抗素子2の電流となる。
線2が断線したとき、電流路は、経路6として、
端子1⇒線1⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒整流素子vのアノード〜カソード⇒定電圧素子vのカソード〜アノード⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路と、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒線4⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路の2系統が形成される。
よって、経路6の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路6)、Vr2(経路6)とすると、Vr1(経路6)<Vr2(経路6)となる。
抵抗素子2は、負荷及び抵抗素子1の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子1は、抵抗素子2との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子2の電流>抵抗素子1の電流となる。
ただし、抵抗素子1と端子1との間の線1、抵抗素子2と端子2との間の線2、整流素子jと端子5との間の線1及び整流素子vと端子6との間の線2は断線していないことを前提とする。
なお、抵抗素子1及び抵抗素子2の抵抗値は、端子1、端子2間に印加される電位差による電力の消費を控えるため、端子5、端子6間に接続する負荷抵抗値より遙かに大とする。
本発明の実施の形態3において定電圧素子を整流素子に直列接続する理由は、定電圧素子によるツェナー電圧が整流素子の順方向電圧降下に加算されるためである。
定電圧素子を整流素子に直列接続しても、整流素子のみに電流を流したときと略同一電流値である。
したがって、線1又は線2のどの位置において断線が発生したか検知できる。
(4−1)回路構成
図3(B)は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態4の回路構成の一部を示す図である。図3(B)は、図2をベースとしているが、図2に付加する部分を図3(B)に示す。
図3(B)は、本発明による電流路断線検出回路の実施の形態2の図2の回路に示す整流素子Diに符号Ziで示される定電圧素子Ziを直列接続し、整流素子Djに符号Zjで示される定電圧素子Zjを直列接続したものである。
同様に、図2の回路に示す整流素子Duに符号Zuで示される定電圧素子Zuを直列接続し、整流素子Dvに符号Zvで示される定電圧素子Zvを直列接続したものである。
図3(B)には、図2に示した回路と素子を省略しているが、図2も参照し、図3(B)にも図2の要素が存在しているものとして説明する。
なお、定電圧素子は、一般にツェナーダイオードと通称される。
以下、図3(B)及び図2を参照して、本発明の電流路断線検出回路の実施の形態4の回路を説明する。
符号Line1で示される電流路は、電流路1の一方の線1であり、符号T1で示される端子1と符号T5で示される端子5を渡る電線である。
符号Line2で示される電流路は、電流路1の他方の線2であり、符号T2で示される端子2と符号T6で示される端子6を渡る電線である。
端子1に近い線1及び端子2に近い線2の部分を始端、端子5に近い線1及び端子6に近い線2の部分を終端と称す。この線は、電力伝送路である。
始端部に存在する端子1、端子2間には、外部の電源が入力される。
終端部に存在する端子5、端子6間には、外部の負荷が接続される。
図1では、線3と線4で折り返されていたが、図2では、線3の1本である。
符号T3で示される端子3は、図1の符号T3(端子3)を踏襲している。線3に接続される端子3として図1と同様に扱っている。
端子3の付近に近い線3の部分を始端と称し、整流素子j及び定電圧素子vの付近に近い線3の部分を終端と称す。線3は、弱電流伝送路である。端子3自体には電圧を印加しない。
符号R1で示される素子は抵抗素子1、符号D1〜Di、Djで示される素子は整流素子1〜整流素子i、整流素子j、符号Z1〜Zi、Zjで示される素子は定電圧素子1〜定電圧素子i、定電圧素子jである。
符号R2で示される素子は抵抗素子2、符号Dk〜Du、Dvで示される素子は整流素子k〜整流素子u、整流素子v、符号Zk〜Zu、Zvで示される素子は定電圧素子k〜定電圧素子u、定電圧素子vである。
抵抗素子2、整流素子k〜整流素子u、整流素子v、定電圧素子k〜定電圧素子u、定電圧素子vは、線2、線3間に接続されている。
整流素子k〜整流素子u、整流素子vのアノード側は、線2に接続、カソード側は線3に接続されている。勿論、定電圧素子が整流素子に直列接続されているが。
抵抗素子1〜整流素子i、抵抗素子1〜定電圧素子i間に存在する整流素子、定電圧素子の表示を省略し、
抵抗素子2〜整流素子u、抵抗素子2〜定電圧素子u間に存在する整流素子、定電圧素子の表示を省略している。
整流素子D1〜Dv、定電圧素子Z1〜Zvの数は、添え文字i、j、u、v等の文字が表現できる数に限定されない。このアルファベットの文字は単なる整流素子の符号である。
以下、図2を参照して本発明の電流路断線検出回路の実施の形態2の動作を説明する。
抵抗素子1の抵抗値をr1、抵抗素子2の抵抗値をr2であるとき、r1=r2とする。
抵抗素子1に流れる電流による抵抗素子1の電圧降下をVr1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子2の電圧降下をVr2とすると、「Vr1=Vr2>0」、である。
この前提条件として、線1又は線2に断線があっても、端子5、端子6間に負荷が接続されていない。又は、端子5、端子6間に負荷が接続されていて、線1又は線2が断線していない場合である。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線1(Line1)が断線した場合。
線1において、整流素子i(Di)のカソードと定電圧素子j(Zj)のアノード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒抵抗素子1(R1)⇒線3(Line3)⇒整流素子j(Dj)⇒定電圧素子j(Zj)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒線2(Line2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
端子1に正極電位、端子2に負極電位が印加されている状態で、線2(Line2)が断線した場合。
線2において、定電圧素子u(Zu)のカソードと整流素子v(Dv)のアノード間の線が断線し、線3は断線していないとき。
端子1(T1)⇒線1(Line1)⇒端子5(T5)⇒負荷(外部の装置)⇒端子6(T6)⇒整流素子v(Dv)⇒定電圧素子v(Zv)⇒線3(Line3)⇒抵抗素子2(R2)⇒端子2(T2)の経路で電流が流れる。
ただし、端子5と端子6間に負荷が接続されているものとする。
線1が断線したとき、電流路は、経路7として、
端子1⇒抵抗素子1⇒線3⇒整流素子jのアノード〜カソード⇒定電圧素子jのカソード〜アノード⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒線2⇒端子2の電流路が形成される。
よって、経路7の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子1、抵抗素子2の電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路7)、Vr2(経路7)とすると、Vr1(経路7)>Vr2(経路7)となる。
抵抗素子1は、負荷及び抵抗素子2の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子2は、抵抗素子1との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子1の電流>抵抗素子2の電流となる。
線2が断線したとき、電流路は、経路8として、
端子1⇒線1⇒端子5⇒負荷⇒端子6⇒整流素子vのアノード〜カソード⇒定電圧素子vのカソード〜アノード⇒線3⇒抵抗素子2⇒端子2の電流路が形成される。
よって、経路8の電流路のとき、抵抗素子1、抵抗素子2に流れる電流による抵抗素子1、抵抗素子2の電圧降下をそれぞれ、Vr1(経路8)、Vr2(経路8)とすると、Vr1(経路8)<Vr2(経路8)となる。
抵抗素子2は、負荷及び抵抗素子1の並列接続回路との直列接続回路を構成し、抵抗素子1は、抵抗素子2との直列接続回路を構成する。
このため、抵抗素子2の電流>抵抗素子1の電流となる。
ただし、抵抗素子1と端子1との間の線1、抵抗素子2と端子2との間の線2、整流素子jと端子5との間の線1及び整流素子vと端子6との間の線2は断線していないことを前提とする。
なお、抵抗素子1及び抵抗素子2の抵抗値は、端子1、端子2間に印加される電位差による電力の消費を控えるため、端子5、端子6間に接続する負荷抵抗値より遙かに大とする。
本発明の実施の形態4において定電圧素子を整流素子に直列接続する理由は、定電圧素子によるツェナー電圧が整流素子の順方向電圧降下に加算されるためである。
定電圧素子を整流素子に直列接続しても、整流素子のみに電流を流したときと略同一電流値である。
したがって、線1又は線2のどの位置において断線が発生したか検知できる。
D1〜Dv 整流素子
Z1〜Zv 定電圧素子
R1、R2 抵抗素子
T1〜T6 端子
Claims (4)
- 電流路1の一方の線1と、該線1の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子1と、該線1の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子1又は該線1の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1と、
電流路1の他方の線2と、該線2の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子2と、該線2の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子2又は該線2の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群2と、
前記抵抗素子1の他端の電位が印加される電流路2の一方の線3と、該線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子1又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群1と、
前記抵抗素子2の他端の電位が印加される電流路2の他方の線4と、該線4の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子2又は該線4の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群2と、を備え、
前記線3の終端部又はその付近と前記線4の終端部又はその付近は接続され、
前記線1の始端部又はその付近と前記線2の始端部又はその付近には、外部の電源電圧が印加されるべく構成され、前記線1の終端部又はその付近と前記線2の終端部又はその付近との間の電位差は、外部の負荷に印加されるべく構成されていることを特徴とする電流路断線検出回路。 - 電流路1の一方の線1と、該線1の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子1と、該線1の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子1又は該線1の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群1と、
電流路1の他方の線2と、該線2の始端付近の電位が一端に印加されるべく構成された抵抗素子2と、該線2の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が一端に印加されるべく構成された整流素子2又は該線2の始端付近から終端付近までの電位が一端に印加されるべく散在配置された複数の整流素子で構成される整流素子群2と、
前記抵抗素子1及び前記抵抗素子2の他端の電位が印加される線3と、
前記線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子1又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群1と、
前記線3の始端付近から終端付近までの任意の位置の電位が他端に印加されるべく構成された前記整流素子2又は該線3の始端付近から終端付近までの電位が他端に印加されるべく散在配置された前記複数の前記整流素子で構成される前記整流素子群2と、を備え、
前記線1の始端部又はその付近と前記線2の始端部又はその付近には、外部の電源電圧が印加されるべく構成され、前記線1の終端部又はその付近と前記線2の終端部又はその付近との間の電位差は、外部の負荷に印加されるべく構成されていることを特徴とする電流路断線検出回路。 - 前記整流素子1、前記整流素子2、前記整流素子群1の整流素子及び前記整流素子群2の整流素子は、前記抵抗素子1及び前記抵抗素子2の他端の電位に順方向であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電流路断線検出回路。
- 前記整流素子群1及び/又は前記整流素子群2のそれぞれの整流素子のアノードに定電圧素子のアノードが接続され、又は、該整流素子群1及び/又は該整流素子群2のそれぞれの整流素子のカソードに定電圧素子のカソードが接続され、該整流素子と該定電圧素子が直列接続として構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電流路断線検出回路。
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