JP2014183728A - 充電部監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作電源を自ら生成する電源部を含むセンサ子機を合理的な構造とし、装置の部品数低減等に寄与することができる充電部監視装置を提供する。
【解決手段】センサ子機１１は、高圧母線の充電部にて生じる電界の作用により電源を得る静電容量分圧方式の電源部（電極部３１）を備え、第１電極としてベースプレート１２と第２電極としてプリント基板１５の導体層１５ａとを用いるそのベースプレート１２に対し、センサ子機１１を充電部に取り付けるための取付用切欠き１２ａが一体に構成され、取付部として兼用する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気設備における充電部の監視装置に関する。

スイッチギヤ等の電気設備における高圧母線等の充電部（充電導体）において、遮断器、断路器等のコンタクト部、導体接続部の接触不良や、２つの導体部間を締結する締結部に緩みが生じ線路抵抗の増大等が生じると充電部が異常過熱状態となり、場合によっては溶断してその後の停電事故に繋がるため、充電部に異常過熱が生じていないかを監視することが行われている。

そこで、充電部監視装置として、監視対象の充電部に接触配置して温度を検出しその検出信号を無線送信するセンサ子機と、該センサ子機からの検出信号を受け充電部が過熱異常かを監視する監視親機とで構成するものが知られている。この場合、子機においては温度検出や信号送信等にかかる動作電源が必要となるが、スイッチギヤ等の電気設備では容易に停電が実施できず、交換が必要な電池はその電源として不向きであることから、子機自身で動作電源を生成する構成のものが種々考えられている（例えば特許文献１，２参照）。

特開２００９−１５９６１９号公報 特開平４−３１７５１６号公報

ところで、センサ子機を充電部に接触配置し、充電部と金属製電気設備筐体との間に生じる電界から子機自身で電源生成する構成を考えた場合、先の特許文献では子機の具体的な構造の開示はなく、子機をその電源部を含めて合理的な構造にて作製できるかが検討課題の一つとなっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、動作電源を自ら生成する電源部を含むセンサ子機を合理的な構造とし、装置の部品数低減等に寄与することができる充電部監視装置を提供することにある。

上記課題を解決する充電部監視装置は、充電部導体の温度を検出しその検出信号を無線送信するセンサ子機と、該センサ子機からの検出信号を受け前記充電部が過熱異常かを監視する監視親機とを備える充電部監視装置であって、前記センサ子機は、電源部として第１及び第２電極を有し、該電極間の静電容量に前記充電部と金属製電気設備筐体との間にて生じる静電容量を利用した高圧母線電圧の分圧エネルギーを取り出して自身の動作電源を得るように構成されるとともに、前記第１電極は、前記センサ子機を前記充電部に取り付けるための取付部を兼用すべく一体に構成される。

この構成によれば、センサ子機は、充電部にて生じる電界の作用により電源を得る静電容量分圧方式の電源部を備え、該電源部を構成する第１及び第２電極のその第１電極に対し、センサ子機を充電部に取り付けるための取付部が一体に構成される。つまり、第１電極は取付部をも兼用することから、センサ子機は取付部を別途必要としない合理的な構造で構成でき、部品点数低減に寄与できる。また、センサ子機は、電源生成の際に充電部の電界を受ける構成のためその充電部に接触又は近接配置するのが望ましいが、第１電極が充電部に直接取り付けられるため、センサ子機（電源部）の配置に関しても合理的な構造とすることが可能となる。また、センサ子機は、充電部の温度をその充電部に直接取り付けられる第１電極を通じて直接的に取得できることから、温度検出に関しても合理的な構造とすることが可能となる。

また上記の充電部監視装置において、前記センサ子機の電源部を構成する第２電極は、プリント基板の導体層にて構成される。
この構成によれば、センサ子機の電源部を構成する第２電極はプリント基板の導体層にて容易に構成できる。

また上記の充電部監視装置において、前記センサ子機は、外部給電端子を備えるとともに、所定の送信信号を送信する強制送信スイッチを備えて構成される。
この構成によれば、センサ子機は、外部給電端子を通じて外部からの給電が可能で、強制送信スイッチの操作に基づいて所定の送信信号の送信が行われる。つまり、センサ子機の電源部は、充電部が通電状態となって動作可能になるものであるため、センサ子機を単体で動作試験を行うような場合や、充電部が非通電時に監視親機との通信状態を確認するような場合に、外部給電端子や強制送信スイッチを設ける意義は大きい。

また上記の充電部監視装置において、前記センサ子機は、第１及び第２電極間に絶縁プレートが介在されるものであり、該絶縁プレートが取替可能に構成される。
この構成によれば、センサ子機は、第１及び第２電極間に介在される絶縁プレートが取替可能に構成されるため、絶縁プレートの例えば厚さや誘電率等を変更するだけで、電極間の静電容量を容易に設定できる。

また上記の充電部監視装置において、前記センサ子機は、前記電源部で充電がなされその充電電圧が前記動作電源として使用される蓄電素子を備え、該蓄電素子の充電電圧が所定電圧に到達したのをトリガとして前記検出信号の無線送信を実施するように構成される。

この構成によれば、センサ子機は、電源部で充電がなされる蓄電素子の充電電圧が所定電圧に到達したのをトリガに検出信号の無線送信を実施する。つまり、センサ子機での充電電圧は必須なため、その電圧値に基づいて送信を行うことで、タイマ等の別の手段を別途用いなくて済む。

また上記の充電部監視装置において、前記センサ子機は、前記所定電圧を第１電圧としその第１電圧より低く設定された第２電圧に前記蓄電素子の充電電圧が低下したのをトリガとして前記電源部で充電を再開するものであり、同トリガに基づいて前記検出信号の無線送信を実施するように構成される。

この構成によれば、センサ子機は、自身の蓄電素子の充電電圧が第２電圧まで低下したのをトリガに電源部による充電を再開するように動作するが、それと同じトリガで検出信号の無線送信を実施する。つまり、別途電圧閾値の設定を行わずに、センサ子機の検出機会を少しでも多く確保できる。

また上記の充電部監視装置において、前記監視親機は、前記センサ子機における前記蓄電素子の充電電圧に基づく前記検出信号の無線送信の実施に対し、前記センサ子機の送信間隔の推移を検出して前記センサ子機の汚損状況把握や故障判定を行うように構成される。

この構成によれば、監視親機はセンサ子機の送信間隔の推移を検出してその汚損状況把握や故障判定を行うため、センサ子機の汚損状況把握や故障判定を監視親機側で容易に行うことが可能である。

本発明の充電部監視装置によれば、動作電源を自ら生成する電源部を含むセンサ子機を合理的な構造とし、装置の部品数低減等に寄与することができる。

一実施形態における充電部監視装置の設置状態を示す概略図。 センサ子機の充電部に対する取付状態を示す斜視図。 監視親機の電気設備内への設置状態を示す斜視図。 センサ子機を機能ブロックにて示した機能ブロック図。 監視親機を機能ブロックにて示した機能ブロック図。 センサ子機の構造を説明するための図であり、（ａ）はセンサ子機の縦断面図、（ｂ）はケースの横断面を含むセンサ子機の平面図。 センサ子機の電源部の電気的構成を示す回路図。 センサ子機の送信態様を説明するための図であり、（ａ）はその送信に伴う充電電圧の変化を示す全体図、（ｂ）はその拡大図。 （ａ）〜（ｃ）はセンサ子機のベースプレートの変形例を示す斜視図。

以下、充電部監視装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、スイッチギヤ等の電気設備１の筐体２内には、遮断器やトランス等の電気機器３が収容され、またこの電気機器３に対して三相の高圧母線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が接続されている。各相の高圧母線Ｌ１〜Ｌ３の途中には、図１及び図２に示すように、バスバー４ａ〜４ｃと高圧ケーブル５ａ〜５ｃとが締結される部分（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）があり、バスバー４ａ〜４ｃと高圧ケーブル５ａ〜５ｃとは、ボルト及びナットよりなる締結部材６により締結され互いに電気的接続が図られている。また、この電気設備１においては、高圧母線Ｌ１〜Ｌ３の母線締結部Ｘ１〜Ｘ３を含む充電部導体の過熱異常を監視する充電部監視装置１０が設置されている。充電部監視装置１０は、センサ子機１１と監視親機５１とから構成されている。

図２に示すように、センサ子機１１は、各相の高圧母線Ｌ１〜Ｌ３の母線締結部Ｘ１〜Ｘ３にそれぞれ取り付けられる。具体的には、センサ子機１１は、自身のベースプレート１２に設けた取付用切欠き１２ａに締結部材６を挿通させ、該締結部材６によりバスバー４ａ〜４ｃに対して共締めされている。センサ子機１１は、監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）の温度を検出し、その検出信号を監視親機５１に無線送信する。この場合、１つの監視親機５１に対して複数（図２では３つを図示）のセンサ子機１１を使用することを想定し、該子機１１から送信される検出信号には、監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）の温度情報に加えて個々の子機１１が識別可能な識別情報が含まれている。

図４にセンサ子機１１の電気的な概略構成を示すように、このセンサ子機１１は、温度センサ２１、無線モジュール２２、アンテナ部２３及び電源部２４を備えている。温度センサ２１は、温度変化にて抵抗値が変化するサーミスタ等にて構成され、略接触状態で配置されるベースプレート１２から間接的に監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）の温度を検出し、その検出信号を無線モジュール２２に出力する。無線モジュール２２は、温度センサ２１からの検出信号を監視親機５１（受信機５３）にて受信可能な態様に変換し、更に個々の子機１１の識別情報を付して、アンテナ部２３からの送信を行う。因みに、その送信に用いる搬送周波数には、本実施形態では例えば３００〜３３０ＭＨｚ程度の周波数が用いられる。温度センサ２１及び無線モジュール２２は、電源部２４にて生成される動作電源の供給を受けて動作する。電源部２４は、監視対象の充電部の電界に基づいて電源生成されている。このセンサ子機１１の電源部２４の詳細構成については後述する。

図３に示すように、監視親機５１は、電気設備１の筐体２の例えば底部２ａに設置され、図示略の電源ケーブルから電源供給を受けて動作するものである。監視親機５１は、各センサ子機１１からの無線送信により受信した検出信号から個々の子機１１を特定、即ち監視対象の充電部を特定しつつ、各子機１１にて検出した監視対象の充電部の温度情報を取得する。そして、監視親機５１は、取得した温度情報から監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）が過熱異常かを判定し、異常である場合は表示による報知を行う。

図３及び図５に監視親機５１の電気的な概略構成を示すように、この監視親機５１は、制御回路５２、受信機５３、外付けアンテナ５４、表示部５５、補助回路５６、外部端子群５７及び電源部５８を備えている。監視親機５１の電源部５８は、電気設備１の筐体２内に設けられる商用電源が供給され、電源スイッチ５９のオンに基づいて制御回路５２、受信機５３、表示部５５及び補助回路５６の動作電源を生成し、これにより監視親機５１は動作可能状態となる。

制御回路５２は、センサ子機１１から出力される検出信号（子機識別情報含む）を外付けアンテナ５４及び受信機５３を介して受信する。その際、受信機５３はセンサ子機１１の出力に合わせた帯域フィルタを有しており、制御回路５２にはノイズの少ないセンサ子機１１からの信号が入力される。

制御回路５２は、入力されたセンサ子機１１からの検出信号に基づいて子機１１に対応した充電部の温度情報を取得し、過熱異常が生じているかを判定する。尚、この過熱異常判定については、その時々の周囲温度を考慮せずに行ってもよく、またその時々の周囲温度を考慮して行ってもよい。またその他のパラメータを含めて判定してもよい。そして、制御回路５２は、いずれかのセンサ子機１１（監視対象の充電部）にて過熱異常が生じていると判定した場合、表示部５５に対して過熱異常の旨を表示（例えば赤色表示）させ、また該当の子機１１を識別可能に表示（例えば番号表示）させる。

また、制御回路５２は、センサ子機１１の故障判定、監視親機５１自身の故障判定も行っており、表示部５５にて各故障を識別可能に表示させる。また、制御回路５２は、過熱異常や故障等を含め、その時々の各種判定結果を保存可能となっている。また、制御回路５２は、補助回路５６及び外部端子群５７を通じて、その保存データ等を図示略の外部機器に出力可能となっている。

外付けアンテナ５４においては、親機本体６０に対して着脱可能で、所定長さを有するフレキシブルなケーブル５４ａとアンテナ部５４ｂとを有している。即ち、アンテナ部５４ｂについては、センサ子機１１の低送信出力（本実施形態では例えば５０ｎＷ程度）や電気設備１内の障害物等を考慮した設置位置が望ましいが、親機本体６０については、安定配置や電源供給を受ける商用電源の位置、表示部５５による表示の見やすさ等を考慮した設置位置とするのが望ましい。そのため、親機本体６０とアンテナ部５４ｂとを所定長さを有するフレキシブルなケーブル５４ａで繋ぐことで、親機本体６０とアンテナ部５４ｂとの設置位置の自由度が高くされている。

次に、センサ子機１１の具体構造及び電源部２４の電源生成について説明する。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、センサ子機１１は、略長方形状の導電金属板よりなるベースプレート１２を備えている。ベースプレート１２は、子機本体１３から長手方向一端側が突出し、その突出先端に、締結部材６による取り付けのための取付用切欠き１２ａを有している。子機本体１３は、ベースプレート１２の基端部（長手方向他端側）に構成されている。

子機本体１３は、ベースプレート１２の基端上面に絶縁プレート１４が載置され、絶縁プレート１４の上面にはプリント基板１５が載置されている。プリント基板１５の下面（絶縁プレート１４側の面）には、面全体に導体層１５ａがプリントされている。更に、プリント基板１５の上面には、若干の間隔を有して回路基板１６が配置されている。因みに、回路基板１６は、プリント基板１５に対して図示略の支持部材にて支持され、同じく図示略のネジにて固定されている。また、このプリント基板１５は、絶縁プレート１４を挟持するようにベースプレート１２に対して図示略のネジにて固定されている。その際、プリント基板１５（導体層１５ａ）とベースプレート１２とは絶縁が確保されている。また本実施形態では、絶縁プレート１４は着脱可能（取替可能）としている。そして、四角箱状の収容ケース１７内に絶縁プレート１４、プリント基板１５及び回路基板１６が収容され、該ケース１７は例えばベースプレート１２に装着されている。

回路基板１６には、電源部２４（電源回路３２）及び無線モジュール２２の電気回路を構成する各種電子部品が搭載されるとともに、温度センサ２１及びアンテナ部２３が搭載されている。電源部２４は、ベースプレート１２とプリント基板１５の導体層１５ａとが第１及び第２電極の電極部３１をなし、該電極部３１による電圧生成に基づいて回路基板１６上の電源回路３２にて動作電源を生成する。

ここで、図７に示すように、電極部３１であるベースプレート１２とプリント基板１５の導体層１５ａとの間には静電容量ＣＨが形成される。換言すると、この静電容量ＣＨが形成されるように、ベースプレート１２とプリント基板１５の導体層１５ａとが絶縁プレート１４を介して対向配置されている。そして、ベースプレート１２は充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）に直接取り付けられることから、高圧交流電圧（高圧母線電圧）が印加されるこの充電部にて発生する電界の影響を受け、ベースプレート１２とプリント基板１５の導体層１５ａとの間の静電容量ＣＨと、接地された金属製の電気設備１の筐体２（金属製電気設備筐体）との間の静電容量ＣＬの分圧にて交流電圧が発生するようになっている。

因みに、例えば高圧交流電圧が三相の３．３ｋＶ（対地間電圧：１９０５Ｖ）で、センサ子機１１内のこの電極部３１の静電容量ＣＨが２０ｐＦ、子機１１の対地間静電容量ＣＬが０．１ｐＦとした場合、電極部３１にて１０Ｖ程度の交流電圧が発生する。尚、本実施形態では絶縁プレート１４（図６参照）を取替可能としていることから、絶縁プレート１４の厚みや誘電率等を変更することで静電容量ＣＨが容易に設定でき、電極部３１で発生させたい電圧が容易に調整できるようになっている。

そして、このような電極部３１を構成するベースプレート１２とプリント基板１５の導体層１５ａとは、図示略のネジや基板１５，１６間で用いる支持部材を利用して、電源部２４の電源回路３２と電気的に接続されている。

電源回路３２は、電極部３１で発生した交流電圧を直流電圧に変換するダイオードブリッジ式全波整流回路３３と、該整流回路３３から出力される直流電圧に基づいて充電する蓄電素子ＣＥとを備え、該蓄電素子ＣＥの充電電圧（例えば３Ｖ程度）をセンサ子機１１の動作電源とする。因みに、整流回路３３の入力側電流は上記で示した具体的数値とした場合に０．１ｕＡ程度流れ、蓄電素子ＣＥの容量を例えば４７０μＦとした場合、該蓄電素子ＣＥが所望電圧となる時間は４〜６時間程度となっている。整流回路３３及び蓄電素子ＣＥは、それぞれ１つの電子部品として回路基板１６の上面に搭載されている（図６参照）。また、蓄電素子ＣＥの後段には、該蓄電素子ＣＥの充電電圧を動作電源としてセンサ子機１１の負荷回路Ｒに供給及びその供給停止を行うスイッチ部３４が備えられている。

図６（ａ）に示すように、回路基板１６の下面には、センサ子機１１の各種処理を行うマイコン３５が搭載されている。マイコン３５は、低消費電力タイプ（本実施形態では例えば０．２μＷ程度）のものが用いられる。マイコン３５は、電源回路３２のスイッチ部３４を含み、該スイッチ部３４の制御や無線モジュール２２（図４参照）の制御等を行う。

また、回路基板１６の下面には、サーミスタ等の温度センサ２１が接続されている。温度センサ２１は、プリント基板１５及び絶縁プレート１４のそれぞれに設けた挿入孔１５ｂ，１４ａに挿入され、センサ本体２１ａがベースプレート１２の上面に略接触する状態で配置されている。尚、少なくとも絶縁プレート１４の挿入孔１４ａ内に熱伝導性の高いペースト（図示略）を充填させ、ベースプレート１２を介して伝達される充電部の熱がセンサ本体２１ａに効率良く伝熱されるようにしてもよい。

回路基板１６に構成される無線モジュール２２は、温度センサ２１から出力される検出信号の無線送信をアンテナ部２３を介して行う。このアンテナ部２３は、回路基板１６の上面に搭載されている。無線モジュール２２は、温度センサ２１からの検出信号（温度情報）に加え、監視親機５１と複数のセンサ子機１１とを組み合わせたシステムにおいてのセンサ子機１１の識別情報を付加して送信する。

また、回路基板１６の上面には、強制送信スイッチ３６及び外部給電端子３７が備えられている。外部給電端子３７は、図７に示す電源回路３２において、整流回路３３の出力電源線に接続されるものであり、外部から蓄電素子ＣＥの充電電圧（動作電源）と同等の直流電圧が供給可能となっている。即ち、センサ子機１１は、エネルギーハーベスト方式の電源であり高圧母線Ｌ１〜Ｌ３の充電部に取り付けられて電源生成するものであるため、センサ子機１１を単体で動作試験を行うような場合や、電気設備１に装着後の非通電時に監視親機５１との通信状態を確認するような場合に、該端子３７を通じて外部から電源供給を行ってセンサ子機１１を動作可能な状態とする。またこのような場合に、強制送信スイッチ３６が押下されると、監視親機５１に向けて所定の送信信号が強制的に送信するようになっている。

次に、センサ子機１１の温度検出及び送信態様、これに対応する監視親機５１の動作について説明する。
先ず、センサ子機１１が取り付けられた監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）が通電状態となると、電極部３１であるベースプレート１２及びプリント基板１５の導体層１５ａ間に発生する交流電圧に基づいて充電が開始され、電源部２４の電源回路３２にある蓄電素子ＣＥの充電が開始される。この時、電源回路３２のスイッチ部３４は開路状態とされ、子機１１内の負荷回路Ｒ側への動作電源（蓄電素子ＣＥの充電電圧）の供給は停止、即ち動作不能な状態となっている。

蓄電素子ＣＥの充電電圧（図８（ａ）においては子機回路充電電圧）は次第に上昇していき、例えば２．７Ｖの第１電圧Ｖ１に到達すると、電源回路３２のスイッチ部３４は閉路側に切り替えられて負荷回路Ｒ側への動作電源（蓄電素子ＣＥの充電電圧）の供給が行われ、温度センサ２１による温度検出が実施される。無線モジュール２２は、検出した温度に対応した検出信号を監視親機５１に送信する。この場合、本実施形態のセンサ子機１１は、１度の温度検出に２回の同内容の送信を実施するように構成されており、監視親機５１での受信の確実性を向上させている。

また図８（ｂ）の事象ａ１，ａ２にて示すように、１回の温度検出及び送信に例えば０．１Ｖ消費するため、１度に２回送信を行うと０．２Ｖ消費する。その後、負荷回路Ｒ側の電力消費に基づいて蓄電素子ＣＥの充電電圧が第１電圧Ｖ１よりも若干低く設定される例えば２．４Ｖの第２電圧Ｖ２を下回る。その際、電源回路３２のスイッチ部３４は開路側に切り替えられ再び蓄電素子ＣＥを充電させるように切り替わるが、図８（ｂ）の事象ａ３にて示すように、本実施形態のセンサ子機１１は、そのスイッチ部３４の切り替え前又は同時に強制的に１回の温度検出及び送信の実施を行うようにしている。そして、温度検出及び送信の強制実施後に電源回路３２のスイッチ部３４が開路側に切り替えられ、再び蓄電素子ＣＥの充電が開始される。

やがて、蓄電素子ＣＥの充電電圧が再び第１電圧Ｖ１に到達すると、センサ子機１１は上記の温度検出及び送信を行い、以降これらを繰り返す。従って、本実施形態のセンサ子機１１は、蓄電素子ＣＥの充電態様に依存する送信間隔Ｔ１〜Ｔ３を以て、温度検出及び送信を行う。

監視親機５１は、上記のようにセンサ子機１１から送信された検出信号に基づいて、センサ子機１１、即ち監視対象の充電部（母線締結部Ｘ１〜Ｘ３）を識別しつつ、ベースプレート１２を通じた充電部の温度情報を取得し、取得した温度情報から監視対象の充電部が過熱異常かを判定し、異常である場合は表示部５５による報知を行う。

また、本実施形態の監視親機５１は、センサ子機１１の送信間隔Ｔ１〜Ｔ３の変化を検出している。即ち、センサ子機１１の送信間隔Ｔ１〜Ｔ３の変化は蓄電素子ＣＥの充電態様の変化を含むため、監視親機５１はその送信間隔Ｔ１〜Ｔ３の推移を検出することで、センサ子機１１の経年劣化を含む故障判定を行うこともできる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）センサ子機１１は、高圧母線Ｌ１〜Ｌ３の充電部にて生じる電界の作用により電源を得る静電容量分圧方式の電源部２４（電極部３１）を備え、第１電極としてベースプレート１２と第２電極としてプリント基板１５の導体層１５ａとを用いるそのベースプレート１２に対し、センサ子機１１を充電部に取り付けるための取付用切欠き１２ａが一体に構成される。つまり、ベースプレート１２が電極と取付部とを兼用することから、センサ子機１１は取付部を別途必要としない合理的な構造で構成でき、部品点数低減に寄与することができる。また、センサ子機１１は、電源部２４（電極部３１）で充電部の電界を受ける構成のためその充電部に接触又は近接配置するのが望ましいが、ベースプレート１２が充電部に直接取り付けられるため、センサ子機１１（電極部３１）の配置に関しても合理的な構造とすることができる。また、センサ子機１１は、充電部の温度をその充電部に直接取り付けられるベースプレート１２を通じて直接的に取得できることから、温度検出に関しても合理的な構造とすることができる。

（２）センサ子機１１の電源部２４の電極部３１を構成する第２電極をプリント基板１５の導体層１５ａにて容易に構成することができる。
（３）センサ子機１１は、外部給電端子３７を通じて外部からの給電が可能で、強制送信スイッチ３６の操作に基づいて所定の送信信号の送信が行われる。つまり、センサ子機１１の電源部２４は、充電部が通電状態となって動作可能になる所謂エネルギーハーベスト方式の電源生成態様であるため、センサ子機１１を単体で動作試験を行うような場合や、充電部が非通電時に監視親機５１との通信状態を確認するような場合に、外部給電端子３７や強制送信スイッチ３６を設ける意義は大きい。

（４）センサ子機１１は、ベースプレート１２（第１電極）とプリント基板１５の導体層１５ａ（第２電極）との間に介在される絶縁プレート１４が取替可能に構成されるため、絶縁プレート１４の例えば厚さや誘電率等を変更するだけで、電極間の静電容量ＣＨを容易に設定（調整）することができる。

（５）センサ子機１１は、電源部２４で充電がなされる蓄電素子ＣＥの充電電圧が第１電圧Ｖ１に到達したのをトリガに検出信号の無線送信を実施する。つまり、センサ子機１１での充電電圧は必須なため、その電圧値に基づいて送信を行うことで、タイマ等の別の手段を別途用いなくて済む。

（６）センサ子機１１は、自身の蓄電素子ＣＥの充電電圧が第２電圧Ｖ２まで低下したのをトリガに電源部２４による充電を再開するように動作するが、それと同じトリガで検出信号の無線送信を実施する。つまり、別途電圧閾値の設定を行わずに、センサ子機１１の検出機会を少しでも多く確保することができる。

（７）監視親機５１は、センサ子機１１の送信間隔Ｔ１〜Ｔ３の推移を検出してその汚損状況把握や故障判定を行うため、センサ子機１１の汚損状況把握や故障判定を監視親機５１側で容易に行うことができる。

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・図９に示すように、ベースプレート１２の形状を適宜変更してもよい。例えば図９（ａ）のベースプレート１２は円形の取付孔１２ｂを有する構成、図９（ｂ）のベースプレート１２は途中で板厚方向に９０°折り曲げた折曲部１２ｃを有する構成（取付用切欠き１２ａはそのまま）、図９（ｃ）のベースプレート１２は折曲部１２ｃと取付孔１２ｂとを組み合わせた構成である。充電部への取付態様に応じて、図９の構成又はこれ以外の構成（この場合、締結部材６以外の取付態様も含む）に適宜変更してもよい。

・ベースプレート１２と対向の第２電極としてプリント基板１５の下面（一面）の導体層１５ａを用いたが、導体層を２以上の多層で構成して、電極面積の増大化を図るようにしてもよい。また、プリント基板の導体層以外、例えば導電金属板にて第２電極を形成してもよい。

・センサ子機１１の送信態様について、１度の温度検出に２回の同内容の送信を実施したが、１度の温度検出で１回の送信であってもよい。また、蓄電素子ＣＥの充電電圧が第２電圧Ｖ２を下回った際に送信を実施したが、これを実施しなくてもよい。

・１つの監視親機５１に対して３つのセンサ子機１１を用いたが、センサ子機１１の数はこれ以外でもよい。
・センサ子機１１の電気的及び機械的構成を上記以外で適宜変更してもよい。例えば、ベースプレート１２、絶縁プレート１４及びプリント基板１５を接着する態様としてもよい。また電源部２４の電源回路３２の構成を適宜変更してもよく、例えばダイオードブリッジ式全波整流回路３３以外の整流回路を用いてもよい。

・監視親機５１の電気的及び機械的構成を上記以外で適宜変更してもよい。例えば、監視親機５１を外付けアンテナ５４としたが、内蔵アンテナでもよい。また充電部の過熱異常を表示部５５の表示による報知としたが、音声等による別の報知手段を用いてもよい。

・上記実施形態で挙げた数値は一例であり、限定されるものではない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ） 充電部導体の温度を検出しその検出信号を無線送信し、監視親機がその検出信号を受け前記充電部が過熱異常かを監視する充電部監視装置に用いるセンサ子機であって、
前記センサ子機は、電源部として第１及び第２電極を有し、該電極間の静電容量に前記充電部と金属製電気設備筐体との間にて生じる静電容量を利用した高圧母線電圧の分圧エネルギーを取り出して自身の動作電源を得るように構成されるとともに、前記第１電極は、前記センサ子機を前記充電部に取り付けるための取付部を兼用すべく一体に構成されたことを特徴とする充電部監視装置に用いるセンサ子機。

この構成によれば、動作電源を自ら生成する電源部を含む構造が合理的で、装置の部品数低減等に寄与できるセンサ子機を提供できる。
（ロ） 充電部にかかる物理量を検出しその検出信号を無線送信するセンサ子機と、該センサ子機からの検出信号を受け前記充電部にかかる物理量を監視する監視親機とを備える充電部監視装置であって、
前記センサ子機は、電源部として第１及び第２電極を有し、該電極間の静電容量に前記充電部と金属製電気設備筐体との間にて生じる静電容量を利用した高圧母線電圧の分圧エネルギーを取り出して自身の動作電源を得るように構成されるとともに、前記第１電極は、前記センサ子機を前記充電部に取り付けるための取付部を兼用すべく一体に構成されたことを特徴とする充電部監視装置。

この構成によれば、センサ子機の検出対象は、充電部の温度や電圧、電流、位相等の物理量を含む。このようなセンサ子機において、動作電源を自ら生成する電源部を含む構造が合理的で、装置の部品数低減等に寄与できる。

１…電気設備、２…筐体（金属製電気設備筐体）、１０…充電部監視装置、１１…センサ子機、１２…ベースプレート（第１電極）、１２ａ…取付用切欠き（取付部）、１２ｂ…取付孔（取付部）、１４…絶縁プレート、１５…プリント基板、１５ａ…導体層（第２電極）、２４…電源部、３１…電極部、３６…強制送信スイッチ、３７…外部給電端子、５１…監視親機、Ｌ１〜Ｌ３…高圧母線、ＣＥ…蓄電素子、ＣＨ…静電容量、ＣＬ…静電容量、Ｖ１…第１電圧、Ｖ２…第２電圧、Ｔ１〜Ｔ３…送信間隔。

Claims (7)

1. 充電部導体の温度を検出しその検出信号を無線送信するセンサ子機と、該センサ子機からの検出信号を受け前記充電部が過熱異常かを監視する監視親機とを備える充電部監視装置であって、
   前記センサ子機は、電源部として第１及び第２電極を有し、該電極間の静電容量に前記充電部と金属製電気設備筐体との間にて生じる静電容量を利用した高圧母線電圧の分圧エネルギーを取り出して自身の動作電源を得るように構成されるとともに、前記第１電極は、前記センサ子機を前記充電部に取り付けるための取付部を兼用すべく一体に構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
2. 請求項１に記載の充電部監視装置において、
   前記センサ子機の電源部を構成する第２電極は、プリント基板の導体層にて構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
3. 請求項１又は２に記載の充電部監視装置において、
   前記センサ子機は、外部給電端子を備えるとともに、所定の送信信号を送信する強制送信スイッチを備えて構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電部監視装置において、
   前記センサ子機は、第１及び第２電極間に絶縁プレートが介在されるものであり、該絶縁プレートが取替可能に構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電部監視装置において、
   前記センサ子機は、前記電源部での静電容量の分圧に基づいて充電がなされその充電電圧が前記動作電源として使用される蓄電素子を備え、該蓄電素子の充電電圧が所定電圧に到達したのをトリガとして前記検出信号の無線送信を実施するように構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
6. 請求項５に記載の充電部監視装置において、
   前記センサ子機は、前記所定電圧を第１電圧としその第１電圧より低く設定された第２電圧に前記蓄電素子の充電電圧が低下したのをトリガとして前記電源部での静電容量の分圧に基づく充電を再開するものであり、同トリガに基づいて前記検出信号の無線送信を実施するように構成されたことを特徴とする充電部監視装置。
7. 請求項５又は６に記載の充電部監視装置において、
   前記監視親機は、前記センサ子機における前記蓄電素子の充電電圧に基づく前記検出信号の無線送信の実施に対し、前記センサ子機の送信間隔の推移を検出して前記センサ子機の汚損状況把握や故障判定を行うように構成されたことを特徴とする充電部監視装置。