JP2015145847A - 直流アーク検出装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 直流系統ラインに流れる電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出し、抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換し、変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する。乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力し、変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出し、算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートする。ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも1つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルがしきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する。
【選択図】図1
Description
直流系統ラインに流れる電流を検出する電流検出手段と、
上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出する信号抽出手段と、
上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するA/D変換手段と、
上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する窓関数演算手段と、
上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するFFT演算手段と、
上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するパワースペクトル演算手段と、
上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするソート処理手段と、
上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも1つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する直流アーク判定手段とを備えることを特徴とする。
図1は本発明の実施の形態1に係る直流アークを検出するための直流アーク検出装置の構成を示すブロック図である。図1において、直流アーク検出装置は、電流検出器1と、直流アークノイズ成分抽出部2と、A/D変換器3と、直流アーク検知部4とを備えて構成される。
実施の形態1ではしきい値を1回でも超えると直流アークノイズが発生したと判断した。しかし、系統ライン上にあるブレーカなどをオン、オフした際にもブレーカ内の端子間で短時間ではあるが直流アークが発生する。よって、1回だけのしきい値処理ではブレーカのオン、オフ動作を事故による直流アークの発生であると誤判定する可能性がある。また、オン、オフ時には直流アークノイズに比して非常に大きなインパルス的な電流変化が発生して広周波数帯域の成分となり、それを直流アークと判定してしまう可能性がある。また、それ以外の突発的なノイズに対して誤判定する可能性がある。
図3は本発明の実施の形態3に係る直流アーク検出装置の直流アーク検知部4Aの詳細構成を示すブロック図である。実施の形態3に係る直流アーク検知部4Aは、実施の形態1に係る図2の直流アーク検知部4に比較して、しきい値設定部16をさらに備えたことを特徴とする。
Claims (10)
- 直流系統ラインに流れる電流を検出する電流検出手段と、
上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出する信号抽出手段と、
上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するA/D変換手段と、
上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する窓関数演算手段と、
上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するFFT演算手段と、
上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するパワースペクトル演算手段と、
上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするソート処理手段と、
上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも1つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する直流アーク判定手段とを備えることを特徴とする直流アーク検出装置。 - 上記直流アーク判定手段は、上記抽出した複数のパワースペクトルのパワーの総和を所定のしきい値と比較し、上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項1記載の直流アーク検出装置。
- 上記直流アーク判定手段は、上記しきい値との比較を時系列で複数回行い、所定の期間内に上記しきい値を超えた回数が所定の回数以上となったときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項1又は2記載の直流アーク検出装置。
- 上記直流系統ラインを接続するときに、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーに基づいて、上記しきい値を設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の直流アーク検出装置。
- 上記設定手段は、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーの最大値に基づいて、上記しきい値を設定することを特徴とする請求項4記載の直流アーク検出装置。
- 電流検出手段が、直流系統ラインに流れる電流を検出するステップ、
信号抽出手段が、上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出するステップと、
A/D変換手段が、上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するステップと、
窓関数演算手段が、上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力するステップと
FFT演算手段が、上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するステップと、
パワースペクトル演算手段が、上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するステップと、
ソート処理手段が、上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするステップと、
直流アーク判定手段が、上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも1つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定するステップとを含むことを特徴とする直流アーク検出方法。 - 上記直流アークの発生を判定するステップは、上記抽出した複数のパワースペクトルのパワーの総和を所定のしきい値と比較し、上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項6記載の直流アーク検出方法。
- 上記直流アークの発生を判定するステップは、上記しきい値との比較を時系列で複数回行い、所定の期間内に上記しきい値を超えた回数が所定の回数以上となったときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項6又は7記載の直流アーク検出方法。
- 設定手段が、上記直流系統ラインを接続するときに、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーに基づいて、上記しきい値を設定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項6〜8のうちのいずれか1つに記載の直流アーク検出方法。
- 上記設定するステップは、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーの最大値に基づいて、上記しきい値を設定することを特徴とする請求項9記載の直流アーク検出方法。
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