JP2020071684A - 温度異常検知システム、温度異常検知方法、およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】盤が設置されている環境の温度（例えば、季節による温度）にかかわらず、盤内に配置された対象機器の温度異常を精度良く検知すること。【解決手段】対象機器９１が示す第１温度Ｔ１を測定する第１温度センサ９７と、対象機器９１の周りの周囲空気９３が示す第２温度Ｔ２を測定する第２温度センサ９８とを備える。第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差ΔＴを算出し、この温度差ΔＴが予め定められた閾値Ｔｈ以上になったとき、対象機器９１の温度異常が発生したと判定する。【選択図】図３

Description

この発明は温度異常検知システムおよび温度異常検知方法に関し、より詳しくは、各種盤内に配置された対象機器の温度異常を検知する温度異常検知システムおよび温度異常検知方法に関する。また、この発明は、そのような温度異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
従来、この種の温度異常検知システムとしては、例えば特許文献１（特開２００９−０６７５２１号公報）に開示されているエレベータの制御装置のように、エレベータを運転制御する制御盤に、第１制御電源を成す機器（器具）の温度を検出すると共に、検知温度が予め定められた第１閾値（温度上限値）を超えると、第１検知信号を発生する第１温度検出手段を備えたものが知られている。この制御装置では、上記第１検知信号に基づいて第１開閉手段（第１制御電源に直流電圧を供給する）を開放にすることによって、上記制御盤内の火災の早期検出を可能にしている。
特開２００９−０６７５２１号公報
ところで、図６（Ａ）に示すように、制御盤内の機器が正常に動作しているときは、夏季、冬季でそれぞれ動作開始温度Ｔｓ０，Ｔｗ０（ここで、季節による温度として、Ｔｓ０＞Ｔｗ０である。）から時間経過に伴って温度が上昇し、或る程度の時間（例えば、３０分間から１時間程度）が経過すると温度上昇分ΔＴｓｉｎｃ，ΔＴｗｉｎｃが一定となって、それぞれ飽和温度Ｔｓ１，Ｔｗ１に達する。このため、従来例の技術では、第１閾値（温度上限値）Ｔｕｌは、夏季に誤判定しないように、夏季の飽和温度Ｔｓ１を少し超えた温度（例えば、８０℃）に設定される。ここで、図６（Ｂ）に示すように、制御盤内の機器が異常に発熱するとき（温度異常時）は、夏季、冬季でそれぞれ動作開始温度Ｔｓ０，Ｔｗ０から時間経過に伴って温度が上昇し、それぞれ正常時の温度上昇分ΔＴｓｉｎｃ，ΔＴｗｉｎｃよりも多く発熱（温度異常時の温度上昇分をΔＴｓｉｎｃ′，ΔＴｗｉｎｃ′で表している。ここで、ΔＴｓｉｎｃ＜Ｔｓｉｎｃ′であり、ΔＴｗｉｎｃ＜ΔＴｗｉｎｃ′である。）して、それぞれ正常時よりも高い温度Ｔｓ１′，Ｔｗ１′に達する。従来例の技術では、夏季の温度異常時には、温度Ｔｓ１′が温度上限値Ｔｕｌを超えるので、異常を検知することができる。しかしながら、冬季の温度異常時には、温度Ｔｗ１′が温度上限値Ｔｕｌを超えない事態が起こって、異常を検知することができないという問題が生ずる。
そこで、この発明の課題は、盤が設置されている環境の温度（例えば、季節による温度）にかかわらず、盤内に配置された対象機器の温度異常を精度良く検知できる温度異常検知システムおよび温度異常検知方法を提供することにある。また、この発明の課題は、そのような温度異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
上記課題を解決するため、この開示の温度異常検知システムは、
盤内に配置された対象機器の温度異常を検知する温度異常検知システムであって、
上記対象機器が示す第１温度を測定する第１温度センサと、
上記対象機器の周りの周囲空気が示す第２温度を測定する第２温度センサと、
上記第１温度と上記第２温度との間の温度差を算出し、この温度差が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する異常判定部と
を備えたことを特徴とする。
本明細書で、「対象機器」とは、温度測定の対象となる機器であり、動作時に温度上昇する可能性がある物を指す。また、「盤」とは、配電盤、制御盤、分電盤などの各種盤を含む。
この開示の温度異常検知システムでは、第１温度センサは、盤内に配置された対象機器が示す第１温度を測定する。第２温度センサは、上記対象機器の周りの周囲空気が示す第２温度を測定する。異常判定部は、上記第１温度と上記第２温度との間の温度差を算出し、この温度差が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する。ここで、上記第２温度は上記対象機器の周りの周囲空気が示す温度であるから、上記盤が設置されている環境の温度（例えば、季節による温度）を反映している。したがって、温度異常が発生したか否かを上記第１温度と上記第２温度との間の温度差に基づいて判定することによって、判定結果に対する、上記環境の温度による影響が相殺される。したがって、この開示の温度異常検知システムによれば、盤が設置されている環境の温度にかかわらず、盤内に配置された対象機器の温度異常を精度良く検知できる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第２温度が測定される位置は上記盤の筐体内の位置であることを特徴とする。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第２温度は、上記盤の筐体内で上記対象機器の周りの周囲空気が示す温度となる。したがって、上記第１温度と上記第２温度との間の温度差は、上記対象機器の周りの周囲空気に対する上記対象機器の正味の温度上昇分となる。これに応じて、上記異常判定部は、上記第１温度と上記第２温度との間の温度差、すなわち、上記対象機器の正味の温度上昇分が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する。したがって、上記温度異常の判定の精度が高まる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第２温度が測定される位置は上記対象機器から離れた位置であることを特徴とする。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第２温度は、上記盤の筐体内で上記対象機器から離れた位置の温度となる。したがって、上記第２温度は、上記対象機器の温度上昇の影響を受け難くなる。したがって、上記温度異常の判定の精度がさらに高まる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第１温度センサは、上記第１温度として、上記対象機器の表面のうち温度上昇が最も大きい部位の温度を取得することを特徴とする。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第１温度センサは、上記第１温度として、上記対象機器の表面のうち温度上昇が最も大きい部位の温度を取得する。したがって、上記第１温度と上記第２温度との間の温度差は、上記対象機器の周りの周囲空気に対する、上記対象機器の表面のうち最も注意を要する部位の温度上昇分となる。これに応じて、上記異常判定部は、上記第１温度と上記第２温度との間の温度差、すなわち、上記対象機器の表面のうち最も注意を要する部位の温度上昇分が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する。この結果、上記対象機器の表面において温度上昇にばらつきがある場合、最も注意を要する部位の温度上昇分に基づいて、温度異常が判定される。これにより、上記盤内の火災発生を有効に防止できる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第１温度センサは、上記盤の筐体内に配置された放射温度センサを含むことを特徴とする。
本明細書で、「放射温度センサ」とは、上記対象機器が放射した赤外線を検出して温度を測定するタイプの温度センサを意味する。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第１温度センサが含む放射温度センサによって、上記盤の筐体内で上記対象機器から離れた位置で上記対象機器が示す第１温度を測定できる。したがって、たとえ上記対象機器が異常に温度上昇したとしても、その温度上昇による被害を受け難い。また、上記放射温度センサ自体は、例えば熱電対温度センサに比して、短絡、発火などの危険が少ないという利点がある。
一実施形態の温度異常検知システムでは、
上記放射温度センサは、上記盤の筐体内に配置されたセンサ筐体に搭載され、
上記第２温度センサは、上記センサ筐体に収容された接触式温度センサを含むことを特徴とする。
本明細書で、「接触式温度センサ」とは、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）温度センサなど、その温度センサが測定すべき対象物（ここでは、周囲空気）に接触することによって、その対象物の温度を測定するタイプの温度センサを意味する。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記第２温度センサが含む接触式温度センサは、上記センサ筐体に収容されているので、上記対象機器が放射した赤外線から遮蔽される。したがって、上記第２温度は、上記対象機器の温度上昇の影響をさらに受け難くなって、上記温度異常の判定の精度がさらに高まる。上記放射温度センサは、上記盤の筐体内に配置されたセンサ筐体に搭載されているので、上記センサ筐体を介して例えば上記盤の筐体の内壁に堅固に取り付けられ得る。また、上記放射温度センサと上記接触式温度センサとしては、例えば共通のセンサ基板に配置されたタイプの市販品を用いることができる。したがって、上記第１温度センサと上記第２温度センサとをコンパクトに構成できる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記温度異常が発生したと判定された時、警報を発する警報部を備えたことを特徴とする。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記温度異常が発生したと判定された時、警報部が警報を発する。したがって、ユーザは、この警報によって、上記盤内に配置された対象機器に温度異常が発生したことを直ちに認識でき、対象機器を交換するなどの必要な対策を迅速にとることができる。
一実施形態の温度異常検知システムでは、上記温度異常が発生したと判定された時、上記異常判定部は、上記対象機器への電力供給を遮断するための電力遮断信号を出力することを特徴とする。
この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記温度異常が発生したと判定された時、上記異常判定部は、上記対象機器への電力供給を遮断するための電力遮断信号を出力する。したがって、この電力遮断信号に応じて上記対象機器への電力供給を遮断することによって、上記対象機器のさらなる温度上昇を避けて、上記盤内の火災の発生を防止することができる。
別の局面では、この開示の温度異常検知方法は、
盤内に配置された対象機器の温度異常を検知する温度異常検知方法であって、
上記対象機器が示す第１温度を第１温度センサによって測定するとともに、上記対象機器を取り巻く周囲空気が示す第２温度を第２温度センサによって測定し、
上記第１温度と上記第２温度との差を算出し、この差が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する
ことを特徴とする。
この開示の温度異常検知方法によれば、盤が設置されている環境の温度にかかわらず、盤内に配置された対象機器の温度異常を精度良く検知できる。
さらに別の局面では、この開示のプログラムは、上記温度異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記温度異常検知方法を実施することができる。
以上より明らかなように、この開示の温度異常検知システムおよび温度異常検知方法によれば、盤が設置されている環境の温度にかかわらず、盤内に配置された対象機器の温度異常を精度良く検知できる。また、この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記温度異常検知方法を実施することができる。
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の温度異常検知システムの概略構成を示す図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の制御盤の前扉が閉じられた状態で、この制御盤内に設けられた、温度異常検知の対象となる対象機器と、センサ筐体との配置を模式的に示す図である。 図２（Ａ）は、上記センサ筐体に搭載されたセンサアレイモジュールの外観を示す図である。図２（Ｂ）は、上記センサアレイモジュールに含まれた、第１温度センサをなす放射温度センサの感温素子アレイを示す図である。 上記温度異常検知システムの機能的なブロック構成を示す図である。 上記温度異常検知システムが実行する温度異常検知の動作フローを示す図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、上記温度異常検知システムによる効果を説明する図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、従来例による問題点を説明する図である。
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
（システムの構成）
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の温度異常検知システム１の概略構成を模式的に示している。この例では、温度異常検知システム１は、盤の一例としての制御盤９０内に配置された対象機器９１の温度異常を検知するものであり、大別して、制御盤９０の前扉９０ｆの内側に配置されたセンサ装置９５と、制御盤９０の外部に配置された異常判定装置１００とを備えている。この例では、制御盤９０内のセンサ装置９５と異常判定装置１００とは、信号ケーブル９９，１８０を介して通信可能に接続されている。なお、センサ装置９５と異常判定装置１００とは、無線で通信可能になっていてもよい。
制御盤９０は、一般的な構成のものであり、この例では、直方体状の外形をもつ筐体９０Ｍと、この筐体９０Ｍ内に配置された対象機器９１と、この対象機器９１に電力を供給する電源部９２（後述の図３参照）とを備えている。この例では、筐体９０Ｍは、図１（Ａ）中に矢印Ｅで示すように開閉可能な前扉９０ｆを有している。図１（Ｂ）（前扉９０ｆが閉じられた状態で制御盤９０の内部を右側方から見たところを模式的に示す）に示すように、対象機器９１は、筐体９０Ｍの後壁９０ｒの内面に沿って取り付けられている。
対象機器９１としては、例えば、直流電源、コンタクタ、調節計、モータドライバ、ブレーカなどの各種機器のほか、機器の一部をなすパワー半導体、リレー、ヒートシンク、電力系配線、端子など、動作時に温度上昇する可能性がある物が挙げられる。
センサ装置９５は、扁平な直方体状の外形をもつセンサ筐体９５Ｍと、センサ筐体９５Ｍに搭載された第１温度センサをなす放射温度センサ９７と、センサ筐体９５Ｍ内に収容された第２温度センサをなす接触式温度センサの一例としての測温抵抗体９８とを備えている。なお、第２温度センサは、測温抵抗体９８ではなく、サーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサなど、他のタイプの接触式温度センサであってもよい。
図２（Ａ）に示すように、この例では、放射温度センサ９７は、センサ基板９６に搭載された円筒状のキャンケース９７ｂと、このキャンケース９７ｂの先端開口を塞ぐように取り付けられたレンズ９７ａと、キャンケース９７ｂ内でセンサ基板９６に沿って配置された感温素子アレイ９７ｃとを備えている。レンズ９７ａは、対象機器９１が放射した赤外線を集光して感温素子アレイ９７ｃ上に入射させる。感温素子アレイ９７ｃは、この例では、サーモパイル（熱電堆）からなり、図２（Ｂ）に示すように、８行×８列の感温素子１９１，１９１，…の配列によって構成されている。これらの感温素子１９１，１９１，…がレンズ９７ａを通してこの放射温度センサ９７の視野内のそれぞれ別の方向を見ることによって、視野内の温度分布を表す複数（この例では、６４個）の温度信号を出力することが可能になっている。後述のように、これらの６４個の温度信号のうち、選択された信号が表す温度が第１温度Ｔ１として取得される。
このように、第１温度センサが放射温度センサ９７を含む場合、この放射温度センサ９７によって、対象機器９１が示す第１温度Ｔ１を、制御盤９０の筐体９０Ｍ内で対象機器９１から離れた位置で測定できる。したがって、たとえ対象機器９１が異常に温度上昇したとしても、その温度上昇による被害を受け難い。また、放射温度センサ９７自体は、例えば熱電対温度センサに比して、短絡、発火などの危険が少ないという利点がある。
図２（Ａ）中に示すように、センサ基板９６には、上述の放射温度センサ９７とともに、測温抵抗体９８が搭載されている。測温抵抗体９８は、温度変化に伴う抵抗体の抵抗変化によって、この測温抵抗体９８が配置されている位置で、周囲空気に接触することによって、その周囲空気の温度を表す温度信号（第２温度Ｔ２）を出力する。
このように、放射温度センサ９７と測温抵抗体９８とが共通のセンサ基板９６に配置されたものとしては、市販品、例えばＳＳＣ株式会社製のサーモパイルアレイセンサ（モジュールタイプ）を用いることができる。これにより、放射温度センサ９７と測温抵抗体９８とをコンパクトに構成できる。
図１（Ｂ）中に示すように、放射温度センサ９７と測温抵抗体９８とを搭載したセンサ基板９６は、上述のセンサ筐体９５Ｍに、放射温度センサ９７のレンズ９７ａが外部に面する状態で搭載されている。センサ筐体９５Ｍは、図示しない取付金具によって、制御盤９０の前扉９０ｆの内面に、堅固に取り付けられている。この例では、センサ筐体９５Ｍ（およびセンサ基板９６）は、放射温度センサ９７の視野に対象機器９１が入るように、前扉９０ｆの鉛直な内面に対して傾斜した状態で取り付けられている。
この結果、測温抵抗体９８によって第２温度Ｔ２が測定される位置Ｐ２は、制御盤９０の筐体９０Ｍ内で、かつ、対象機器９１から離れた位置になっている。測温抵抗体９８によって測定される第２温度Ｔ２は、対象機器９１の周りの周囲空気９３が示す温度と実質的に等しいと言える。
なお、この例では、放射温度センサ９７と測温抵抗体９８は、センサ筐体９５Ｍに搭載された図示しない電池からの電力供給によって動作する構成になっている。ただし、放射温度センサ９７と測温抵抗体９８は、制御盤９０の電源部９２から電力供給を受けてもよい。
図３は、温度異常検知システム１の機能的なブロック構成を示している。
温度異常検知システム１に含まれた異常判定装置１００は、この例では、操作部１０２、記憶部１０３、制御部１０１、および警報部１０５を備えている。
操作部１０２は、この例ではキーボードとマウスからなっている。この例では、操作部１０２は、特に、ユーザが処理開始／終了指示、および、温度異常の判定のための閾値Ｔｈを入力するために用いられる。
記憶部１０３は、この例では、非一時的にデータを記憶し得るＥＥＰＲＯＭ（電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ）、および、一時的にデータを記憶し得るＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を含んでいる。この記憶部１０３には、制御部１０１を制御するためのソフトウェア（コンピュータプログラム）が格納されている。また、この例では、記憶部１０３は、ユーザによって入力された温度異常の判定のための閾値Ｔｈを記憶する。
制御部１０１は、この例では、記憶部１０３に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に従って動作するプロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。この制御部１０１は、ソフトウェアによって構成された差算出部１４１と、判定部１４２とを含んでいる。これらの差算出部１４１と判定部１４２とは、異常判定部を構成している。この制御部１０１の動作については、図４の動作フローを用いて後に詳述する。
警報部１０５は、この例では、ＬＣＤ（液晶表示素子）からなる表示器１５１と、ブザー１５２とを含んでいる。表示器１５１は、制御部１０１からの信号に基づいて、各種情報を表示画面に表示する。ブザー１５２は、制御部１０１からの信号に基づいて、ブザー音を鳴動させる。
（温度異常検知の動作）
図４は、異常判定装置１００が実行する温度異常検知処理（温度異常検知方法）のフローを示している。この例では、制御盤９０の運転開始と同時に、異常判定装置１００は図３中に示した操作部１０２を介した処理開始指示を受けて、この温度異常検知処理を開始するものとする。制御盤９０が設置されている環境の温度はＴａとする（図３参照）。
まず、図４のステップＳ１に示すように、この例では、ユーザが操作部１０２を介して温度異常の判定のための閾値Ｔｈを入力する。この例では、閾値Ｔｈ＝２０℃とする。ユーザによって入力された閾値Ｔｈは、図３中に示した記憶部１０３に記憶される。
次に、図４のステップＳ２，Ｓ３に示すように、制御部１０１は、図示しない入出力インタフェースを介して、放射温度センサ９７が出力する温度信号（第１温度Ｔ１）と、測温抵抗体９８が出力する温度信号（第２温度Ｔ２）とを入力する。
この例では、放射温度センサ９７が出力する温度信号は、図２（Ｂ）に示した８行×８列の感温素子１９１，１９１，…による計６４個の信号を含んでいる。制御部１０１は、それらの信号のうち最も高い温度を表す信号（すなわち、対象機器９１の表面９１ａのうち温度上昇が最も大きい部位Ｐ１の温度）を選択して、その信号が表す温度を第１温度Ｔ１として取得する。その理由は、対象機器９１の表面９１ａのうち温度上昇が最も大きい部位Ｐ１が、最も注意を要する部位だからである。具体的には、例えば、図２（Ｂ）に示した８行×８列の感温素子１９１，１９１，…の中で、或る感温素子１９１ｘの出力が、最も高い温度を表しているものとする。その場合、制御部１０１は、その感温素子１９１ｘが出力する信号を選択して、その信号が表す温度を第１温度Ｔ１として取得する。
測温抵抗体９８が出力する温度信号（第２温度Ｔ２）は、図１（Ｂ）によって説明したように、制御盤９０の筐体９０Ｍ内で、かつ、対象機器９１から離れた位置の、対象機器９１の周りの周囲空気９３が示す温度になっている。
次に、図４のステップＳ４に示すように、制御部１０１は差算出部１４１として働いて、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差ΔＴを算出する。ここで、ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２である。なお、動作開始時には、Ｔ１≒Ｔａであり、また、Ｔ２≒Ｔａであることから、ΔＴ≒０である。
次に、図４のステップＳ５に示すように、制御部１０１は判定部１４２として働いて、温度差ΔＴが閾値Ｔｈ以上になったか否かを判断する。ここで、温度差ΔＴが閾値Ｔｈ未満であれば（ステップＳ５でＮＯ）、制御部１０１（判定部１４２）は、対象機器９１の温度異常が発生していないと判断して、この温度異常検知処理を終了するための終了条件が満たされていない限り（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
一方、温度差ΔＴが閾値Ｔｈ以上になっていれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部１０１（判定部１４２）は、対象機器９１の温度異常が発生したと判断する。そこで、ステップＳ６に進んで、この温度異常が発生したと判断した時点で、制御部１０１は、温度異常が発生したことを表す温度異常信号ＡＴを作成して、図３中に示した警報部１０５へ出力する。これにより、警報部１０５に含まれた表示器１５１は、対象機器９１の温度異常が発生したことを表す警報（例えば、「対象機器９１に温度異常が発生しました」という表示）を表示画面に表示する。また、ブザー１５２は、警報としてブザー音を鳴動させる。したがって、ユーザは、これらの警報によって、制御盤９０内に配置された対象機器９１に温度異常が発生したことを直ちに認識でき、対象機器９１を交換するなどの必要な対策を迅速にとることができる。
また、上記温度異常が発生したと判断した時点で、制御部１０１は異常判定部として働いて、対象機器９１への電力供給を遮断することを表す電力遮断信号ＰＷｏｆｆを作成して、制御盤９０の電源部９２へ出力する。この例では、電力遮断信号ＰＷｏｆｆを受けた時、制御盤９０の電源部９２は、自動的に直ちに対象機器９１への電力供給を遮断する。したがって、対象機器９１のさらなる温度上昇を避けて、制御盤９０内の火災の発生を防止することができる。
なお、対象機器９１への電力供給を自動的に直ちに遮断するのに代えて、制御部１０１は、例えば、表示器１５１の表示画面に、「対象機器９１への電力供給を遮断してください」という表示を行ってもよい。この表示を見て、ユーザは、対象機器９１への電力供給を手動によって遮断することができる。
この後、図４のステップＳ７では、制御部１０１は、この温度異常検知処理を終了するための終了条件が満たされたか否かを判断する。この例では、この温度異常検知処理を開始してから予め定められた処理期間が経過するか、または、操作部１０２を介した処理終了指示を受けると、制御部１０１は、終了条件が満たされたと判断して、この温度異常検知処理を終了する。
（効果）
このように、この温度異常検知システム１は、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）が閾値Ｔｈ以上になったか否かに基づいて、対象機器９１の温度異常を検知する。ここで、第２温度Ｔ２は対象機器９１の周りの周囲空気９３が示す温度であるから、制御盤９０が設置されている環境の温度Ｔａ（例えば、季節による温度）を反映している。したがって、温度異常が発生したか否かを温度差ΔＴに基づいて判定することによって、判定結果に対する、環境の温度Ｔａによる影響が相殺される。したがって、この温度異常検知システム１によれば、制御盤９０が設置されている環境の温度Ｔａにかかわらず、制御盤９０内に配置された対象機器９１の温度異常を精度良く検知できる。
例えば、夏季、冬季で動作開始時における第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差ΔＴを、それぞれΔＴｓ０、ΔＴｗ０と表すものとする。動作開始時には、ΔＴｓ０≒０であり、また、ΔＴｗ０≒０である。図５（Ａ）に示すように、制御盤９０内の対象機器９１が正常に動作しているときは、夏季、冬季でそれぞれ動作開始時の温度差ΔＴｓ０，ΔＴｗ０から時間経過に伴って温度が上昇し、或る程度の時間（例えば、３０分間から１時間程度）が経過すると温度上昇分ΔＴｓｉｎｃ，ΔＴｗｉｎｃが一定となって、それぞれ飽和温度差ΔＴｓ１，ΔＴｗ１に達する。この例では、閾値Ｔｈは、経験により、これらの飽和温度差ΔＴｓ１，ΔＴｗ１を超えないように、上述の２０℃に設定されている。したがって、対象機器９１が正常に動作しているときは、異常判定装置１００は、対象機器９１の温度異常が発生したと誤判定することはない。また、図５（Ｂ）に示すように、制御盤９０内の機器が異常に発熱するとき（温度異常時）は、夏季、冬季でそれぞれ動作開始温度ΔＴｓ０，ΔＴｗ０から時間経過に伴って温度が上昇し、それぞれ正常時の温度上昇分ΔＴｓｉｎｃ，ΔＴｗｉｎｃよりも多く発熱（温度異常時の温度上昇分をΔＴｓｉｎｃ′，ΔＴｗｉｎｃ′で表している。ここで、ΔＴｓｉｎｃ＜Ｔｓｉｎｃ′であり、ΔＴｗｉｎｃ＜ΔＴｗｉｎｃ′である。）して、それぞれ正常時よりも高い温度差ΔＴｓ１′，ΔＴｗ１′に達する。この結果、ΔＴｓ１′＞Ｔｈとなり、また、ΔＴｗ１′＞Ｔｈとなる。したがって、夏季、冬季のいずれにおいても、異常判定装置１００は、対象機器９１の温度異常を精度良く検知することができる。
このように、この温度異常検知システム１によれば、制御盤９０が設置されている環境の温度Ｔａにかかわらず、制御盤９０内に配置された対象機器９１の温度異常を精度良く検知できる。
特に、上述の例では、測温抵抗体９８によって第２温度Ｔ２が測定される位置Ｐ２は、制御盤９０の筐体９０Ｍ内で、かつ、対象機器９１から離れた位置になっている。したがって、第２温度Ｔ２は、制御盤９０の筐体内で対象機器９１の周りの周囲空気９３が示す温度となって、対象機器９１の温度上昇の影響を受け難くなる。しかも、測温抵抗体９８は、センサ筐体９５Ｍに収容されているので、対象機器９１が放射した赤外線から遮蔽される。したがって、第２温度Ｔ２は、対象機器９１の温度上昇の影響をさらに受け難くなる。したがって、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差ΔＴは、対象機器９１の周りの周囲空気９３に対する対象機器９１の正味の温度上昇分となる。この結果、温度異常の判定の精度が高まる。
また、上述の例では、異常判定装置１００対象機器９１の表面９１ａのうち温度上昇が最も大きい部位Ｐ１の温度、すなわち、最も注意を要する部位の温度を、第１温度Ｔ１として取得している。この結果、対象機器９１の表面９１ａにおいて温度上昇にばらつきがある場合、最も注意を要する部位Ｐ１の温度上昇分に基づいて、温度異常が判定される。これにより、制御盤９０内の火災発生を有効に防止できる。
上述の温度異常検知方法を、ソフトウェア（コンピュータプログラム）として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）、フラッシュメモリなどの非一時的（non-transitory）にデータを記憶可能な記録媒体に記録してもよい。このような記録媒体に記録されたソフトウェアを、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）、スマートフォンなどの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、上述の異常判定装置１００による温度異常検知方法を実行させることができる。
また、上述の例では、制御盤９０の外部に異常判定装置１００が配置されたが、これに限られるものではない。例えば、制御盤９０の内部に設けられたセンサ筐体９５Ｍに、異常判定装置１００を組み込んでもよい。その場合、異常判定装置１００に無線通信可能な通信部を設けて、対象機器９１の温度異常が発生した時、その通信部によって外部へ警報を送信するのが望ましい。ユーザは、その警報を受信することによって、制御盤９０内に配置された対象機器９１に温度異常が発生したことを直ちに認識でき、対象機器９１を交換するなどの必要な対策を迅速にとることができる。
また、上述の例では、対象機器９１が配置されているのは制御盤９０であるものとしたが、これに限られるものではない。対象機器９１は、制御盤９０以外の、配電盤、分電盤など、様々な盤に配置されていてもよい。そのような場合にも、この発明は好ましく適用可能である。
また、上述の実施形態では、制御部１０１はＣＰＵを含むものとしたが、これに限るものではない。制御部１０１は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの、論理回路（集積回路）を含むものとしてもよい。
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。
１ 温度異常検知システム
９０ 制御盤
９１ 対象機器
９７ 放射温度センサ
９８ 測温抵抗体
１００ 異常判定装置
１０１ 制御部
１０５ 警報部

Claims (10)

  1. 盤内に配置された対象機器の温度異常を検知する温度異常検知システムであって、
    上記対象機器が示す第１温度を測定する第１温度センサと、
    上記対象機器の周りの周囲空気が示す第２温度を測定する第２温度センサと、
    上記第１温度と上記第２温度との間の温度差を算出し、この温度差が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する異常判定部と
    を備えたことを特徴とする温度異常検知システム。
  2. 請求項１に記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記第２温度が測定される位置は上記盤の筐体内の位置であることを特徴とする温度異常検知システム。
  3. 請求項２に記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記第２温度が測定される位置は上記対象機器から離れた位置であることを特徴とする温度異常検知システム。
  4. 請求項１から３までのいずれか一つに記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記第１温度センサは、上記第１温度として、上記対象機器の表面のうち温度上昇が最も大きい部位の温度を取得することを特徴とする温度異常検知システム。
  5. 請求項１から４までのいずれか一つに記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記第１温度センサは、上記盤の筐体内に配置された放射温度センサを含むことを特徴とする温度異常検知システム。
  6. 請求項５に記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記放射温度センサは、上記盤の筐体内に配置されたセンサ筐体に搭載され、
    上記第２温度センサは、上記センサ筐体に収容された接触式温度センサを含むことを特徴とする温度異常検知システム。
  7. 請求項１から６までのいずれか一つに記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記温度異常が発生したと判定された時、警報を発する警報部を備えたことを特徴とする温度異常検知システム。
  8. 請求項１から７までのいずれか一つに記載の温度異常検知システムにおいて、
    上記温度異常が発生したと判定された時、上記異常判定部は、上記対象機器への電力供給を遮断するための電力遮断信号を出力することを特徴とする温度異常検知システム。
  9. 盤内に配置された対象機器の温度異常を検知する温度異常検知方法であって、
    上記対象機器が示す第１温度を第１温度センサによって測定するとともに、上記対象機器を取り巻く周囲空気が示す第２温度を第２温度センサによって測定し、
    上記第１温度と上記第２温度との差を算出し、この差が予め定められた閾値以上になったとき、上記対象機器の温度異常が発生したと判定する
    ことを特徴とする温度異常検知方法。
  10. 請求項９に記載の温度異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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