JP2021032737A - Arc discharge detection circuit and arc discharge detector having arc discharge detection circuit - Google Patents

Arc discharge detection circuit and arc discharge detector having arc discharge detection circuit Download PDF

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Abstract

To provide an arc discharge detection circuit that can detect a serial arc in an initial stage surely and more accurately with a simple configuration, and an arc discharge detector having the arc discharge detection circuit.SOLUTION: The arc discharge detection circuit has an RLC circuit and is connected between electric lines connected to a commercial power source. A CR circuit which includes a capacitor (C) and a resistor (R), of the RLC circuit, selects a high-frequency signal component from a current flowing through an electric line and makes the current pass through when the current includes a low-frequency AC signal supplied from the commercial power source with the high-frequency signal superimposed thereon. An inductor (L) converts the high-frequency signal component passed through by passage means into a voltage waveform, and outputs the waveform to the outside. The output leads to detection of the occurrence of an arc.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アーク放電を検知するアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置に関するものである。 The present invention relates to an arc discharge detection circuit that detects an arc discharge, and an arc discharge detection device provided with the arc discharge detection circuit.

アーク放電には、異極間で生ずるもの(並列アーク)と同極間で生ずるもの(直列アーク)がある。異極間で生ずる並列アーク放電では、大きな短絡電流が流れるので、その検知方法は、従来から種々提案されている。一方、同極間で生ずる直列アーク放電では、負荷電流により千差万別のエネルギーが発生する。また、同極間で生ずる直列アーク放電は、微少で間欠的に発生することが多く、さらにはその発生箇所も多々で、確定しない。このため、その検知は困難である。 There are two types of arc discharge: one that occurs between different poles (parallel arc) and one that occurs between the same poles (series arc). Since a large short-circuit current flows in the parallel arc discharge generated between different poles, various detection methods have been conventionally proposed. On the other hand, in the series arc discharge generated between the same poles, various energies are generated depending on the load current. In addition, the series arc discharge that occurs between the same poles is often minute and intermittent, and there are many places where it occurs, so it is uncertain. Therefore, its detection is difficult.

したがって、アーク放電を検知する従来の装置の大半は、異極間で生ずる並列アーク放電を検知するものであり、同極間で生ずる直列アーク放電を検知するものは、少なかった。 Therefore, most of the conventional devices for detecting arc discharge detect parallel arc discharge occurring between different poles, and few detect series arc discharge occurring between the same poles.

例えば、下記特許文献1に記載されたアーク検出器も、瞬時遮断器では検出できなかったコードや屋内配線での芯線同志でアークを伴うアーク短絡現象、つまり、異極間で生ずる並列アーク放電を検出するものである。但しこの技術を、屋内配線での同極間で生ずる直列アーク放電にも適用することにより、電路を遮断し、火災を未然に防ぐようにしている。 For example, the arc detector described in Patent Document 1 below also causes an arc short-circuit phenomenon involving an arc between core wires in a cord or indoor wiring that could not be detected by an instantaneous circuit breaker, that is, a parallel arc discharge that occurs between different poles. It is to detect. However, by applying this technology to the series arc discharge that occurs between the same poles in indoor wiring, the electric circuit is cut off and a fire is prevented.

具体的には、下記特許文献1に係るアーク検出器は、直列アークを検出する方法として、コンセントの差込口の実効値電圧が所定の電圧(例えば、70V)以下になったときに、直列アークによるアーク放電が発生していると判断する方法を提案している。 Specifically, the arc detector according to Patent Document 1 below is a method of detecting a series arc when the effective value voltage of the outlet of the outlet becomes a predetermined voltage (for example, 70 V) or less. We are proposing a method for determining that an arc discharge is occurring due to an arc.

しかし、下記特許文献1に係るアーク検出器では、30V程度の電圧降下を起こす直列アークは検知できるものの、それより小さな電圧降下しか起こさない、より初期段階の直列アークを検知することはできなかった。 However, although the arc detector according to Patent Document 1 below can detect a series arc that causes a voltage drop of about 30 V, it cannot detect a series arc at an earlier stage that causes a voltage drop smaller than that. ..

そこで、本発明者らは、下記特許文献2において、より初期段階の直列アークを検知することが可能なアーク放電検知回路を提案した。具体的には、電路の線間に並列に、抵抗(R)とコンデンサ(C)とからなるRC回路を接続し、直列アークにより発生した高周波信号がRC回路を通過した場合にこれを検知するものである。 Therefore, the present inventors have proposed an arc discharge detection circuit capable of detecting a series arc at an earlier stage in Patent Document 2 below. Specifically, an RC circuit consisting of a resistor (R) and a capacitor (C) is connected in parallel between the lines of the electric circuit, and this is detected when a high-frequency signal generated by a series arc passes through the RC circuit. It is a thing.

特開2001−045652号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-045652 特願2018−074405号Japanese Patent Application No. 2018-074405

ところで、上記特許文献2に係るアーク放電検知回路は、小さな電圧降下しか起こさない初期段階の直列アークを精度良く検知することができるものである。なお、その後も本発明者らは検討を重ね、上記特許文献2と同様の効果を奏すると共に、更に検知精度が向上したアーク放電検知回路を追求した。 By the way, the arc discharge detection circuit according to Patent Document 2 can accurately detect an initial series arc that causes only a small voltage drop. After that, the present inventors continued to study and pursued an arc discharge detection circuit that had the same effect as that of Patent Document 2 and further improved the detection accuracy.

具体的には、検知時間が非常に短く検知し辛い直列アークをより正確に検知することができ、直列アークにより発生した高周波信号を他の高周波ノイズと正確に区別でき、かつ、誘導負荷との誤検知をより正確に判別することのできるアーク放電検知回路を検討した。 Specifically, the detection time is very short, the series arc that is difficult to detect can be detected more accurately, the high frequency signal generated by the series arc can be accurately distinguished from other high frequency noise, and the inductive load can be detected. We investigated an arc discharge detection circuit that can more accurately discriminate false positives.

そこで、本発明は、以上のようなことに対処した結果、より初期段階の直列アークをより確実に、かつ、より精度良く検知することが可能なアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置を提供することを目的とする。 Therefore, as a result of dealing with the above, the present invention has an arc discharge detection circuit capable of detecting a series arc in a more initial stage more reliably and more accurately, and the arc discharge detection circuit. It is an object of the present invention to provide an arc discharge detection device provided with the above.

上記目的を達成するため、請求項1に記載のアーク放電検知回路(10,20)は、商用電源(P)に接続された電路(EW)の線間に並列に接続されるアーク放電検知回路(10,20)であって、抵抗(11,21)とインダクタ(12,22)とコンデンサ(13,23)とからなるRLC回路と、インダクタの両端のそれぞれに設けられた端子からなる端子対と、を備え、RLC回路のうち、コンデンサと抵抗とを接続したCR回路は、電路に流れる電流が商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、当該電流から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として機能し、インダクタは、通過手段によって通過された高周波信号成分を電圧波形に変換する変換手段として機能し、端子対は、インダクタにより変換された電圧波形を外部に出力する外部出力手段として機能し、RLC回路のうち、インダクタとコンデンサとを接続したLC回路を共振回路として構成することにより、共振回路固有の共振周波数周辺の周波数域の高周波信号成分を電圧波形に変換し、当該変換された電圧波形を外部に出力する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the arc discharge detection circuit (10, 20) according to claim 1 is an arc discharge detection circuit connected in parallel between the lines of the electric circuit (EW) connected to the commercial power supply (P). (10,20), a terminal pair consisting of an RLC circuit consisting of a resistor (11,21), an inductor (12,22), and a capacitor (13,23), and terminals provided at both ends of the inductor. Of the RLC circuits, the CR circuit in which a capacitor and a resistor are connected is a circuit in which a high-frequency signal is superimposed on a low-frequency AC signal supplied from a commercial power supply as the current flowing through the electric circuit. The inductor functions as a passing means for selecting and passing a high-frequency signal component from the current, the inductor functions as a conversion means for converting the high-frequency signal component passed by the passing means into a voltage waveform, and the terminal pair is converted by the inductor. It functions as an external output means that outputs the voltage waveform to the outside, and by configuring the LC circuit that connects the inductor and the capacitor as a resonance circuit among the RLC circuits, the high frequency in the frequency range around the resonance frequency peculiar to the resonance circuit It is characterized in that a signal component is converted into a voltage waveform and the converted voltage waveform is output to the outside.

また、請求項2に記載のアーク放電検知回路(10)は、請求項1に記載のアーク放電検知回路(10,20)において、LC回路は、直列LC回路であって、RLC回路は、直列LC回路に抵抗(11)が直列に接続した状態で、電路の線間に並列に接続されている、ことを特徴とする。 Further, the arc discharge detection circuit (10) according to claim 2 is the arc discharge detection circuit (10, 20) according to claim 1, wherein the LC circuit is a series LC circuit and the RLC circuit is a series. It is characterized in that the resistor (11) is connected in series to the LC circuit and is connected in parallel between the lines of the electric circuit.

また、請求項3に記載のアーク放電検知回路(20)は、請求項1に記載のアーク放電検知回路(10,20)において、LC回路は、並列LC回路であって、RLC回路は、並列LC回路に抵抗(21)が直列に接続した状態で、電路の線間に並列に接続されている、ことを特徴とする。 Further, the arc discharge detection circuit (20) according to claim 3 is the arc discharge detection circuit (10, 20) according to claim 1, wherein the LC circuit is a parallel LC circuit and the RLC circuit is parallel. It is characterized in that a resistor (21) is connected in series to the LC circuit and is connected in parallel between the lines of the electric circuit.

上記目的を達成するため、請求項4に記載のアーク放電検知装置(100)は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路(10,20)と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段(30)と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段(40)と、商用電源(P)の低周波交流信号の半周期内にパルス生成手段によって生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段(90a,90b,91,92,93a,93b,93c)と、電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段(70)と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the arc discharge detection device (100) according to claim 4 includes the arc discharge detection circuit (10, 20) according to any one of claims 1 to 3 and the arc discharge detection circuit. While the integrating means (30) that integrates the voltage waveform output from the above and generates a voltage waveform corresponding to the waveform width of the integrated voltage waveform, and the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. , A level according to the time length of the pulse generating means (40) that generates a pulse signal of a predetermined voltage value and the pulse signal generated by the pulse generating means within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply (P). When the potential generating means (90a, 90b, 91, 92, 93a, 93b, 93c) and the potential level generated by the potential generating means exceed a predetermined level, an arc discharge occurs. It is characterized by having an alarm signal output means (70) that generates an alarm signal indicating that and outputs the alarm signal to the outside.

上記目的を達成するため、請求項5に記載のアーク放電検知装置(200)は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路(10,20)と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段(30)と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段(40)と、商用電源(P)の低周波交流信号の半周期内にパルス生成手段によって生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることを検出する検出手段(210,220,221,222)と、検出手段によって2つ以上のパルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段(70)と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the arc discharge detection device (200) according to claim 5 includes the arc discharge detection circuit (10, 20) according to any one of claims 1 to 3 and the arc discharge detection circuit. While the integrating means (30) that integrates the voltage waveform output from the above and generates a voltage waveform corresponding to the waveform width of the integrated voltage waveform, and the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. , The number of pulse signals generated by the pulse generating means (40) for generating a pulse signal of a predetermined voltage value and the number of pulse signals generated by the pulse generating means within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply (P) is two or more. A detection means (210, 220, 221, 222) for detecting the presence, and an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred when two or more pulse signals are detected by the detection means are generated. It is characterized by having an alarm signal output means (70) for outputting to the outside.

上記目的を達成するため、請求項6に記載のアーク放電検知装置(300)は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路(10,20)と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段(30)と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第1パルス信号を生成する第1パルス生成手段(40)と、商用電源(P)の低周波交流信号の半周期内に第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段(90a,90b,91,92,93a,93b,93c)と、電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、第1パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第2パルス信号を生成する第2パルス生成手段(320)と、第2パルス生成手段によって生成された第2パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段(320,321)と、遅延手段によって遅延された第2パルス信号をトリガパルスとして、当該第2パルス信号の時間長より長い時間長の第3パルス信号を生成する第3パルス生成手段(330)と、第3パルス生成手段によって第3パルス信号が発生している間に、第1パルス生成手段によって次の第1パルス信号が生成された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段(70)と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the arc discharge detection device (300) according to claim 6 includes the arc discharge detection circuit (10, 20) according to any one of claims 1 to 3 and the arc discharge detection circuit. While the integrating means (30) that integrates the voltage waveform output from the above and generates a voltage waveform corresponding to the waveform width of the integrated voltage waveform, and the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. , The first pulse generating means (40) that generates the first pulse signal of a predetermined voltage value, and the first pulse generated by the first pulse generating means within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply (P). The potential generation means (90a, 90b, 91, 92, 93a, 93b, 93c) that generate a level of potential according to the time length of the signal and the potential level generated by the potential generation means are equal to or higher than a predetermined level. In this case, the second pulse generating means (320) that generates the second pulse signal having a predetermined time length longer than the time length of the first pulse signal and the second pulse signal generated by the second pulse generating means are predetermined. Using the delay means (320,321) that delays by the non-detection time and the second pulse signal delayed by the delay means as a trigger pulse, a third pulse signal having a time length longer than the time length of the second pulse signal is generated. When the next first pulse signal is generated by the first pulse generating means while the third pulse generating means (330) and the third pulse generating means generate the third pulse signal, the arc discharge occurs. It is characterized by having an alarm signal output means (70) that generates an alarm signal indicating that it has occurred and outputs it to the outside.

上記目的を達成するため、請求項7に記載のアーク放電検知装置(400)は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路(10,20)と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段(30)と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第1パルス信号を生成する第1パルス生成手段(40)と、商用電源(P)の低周波交流信号の半周期内に第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号の個数が2つ以上であることを検出する検出手段(210,220,221,222)と、第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号をトリガパルスとして、当該第1パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第2パルス信号を生成する第2パルス生成手段(320)と、第2パルス生成手段によって生成された第2パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段(320,321)と、遅延手段によって遅延された第2パルス信号をトリガパルスとして、当該第2パルス信号の時間長より長い時間長の第3パルス信号を生成する第3パルス生成手段(330)と、第3パルス生成手段によって第3パルス信号が発生している間に、検出手段によって2つ以上の第1パルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段(70)と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the arc discharge detection device (400) according to claim 7 includes the arc discharge detection circuit (10, 20) according to any one of claims 1 to 3 and the arc discharge detection circuit. While the integrating means (30) that integrates the voltage waveform output from the above and generates a voltage waveform corresponding to the waveform width of the integrated voltage waveform, and the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. , The first pulse generating means (40) that generates the first pulse signal of a predetermined voltage value, and the first pulse generated by the first pulse generating means within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply (P). The detection means (210, 220, 221, 222) for detecting that the number of signals is two or more and the first pulse signal generated by the first pulse generation means are used as trigger pulses of the first pulse signal. A second pulse generating means (320) that generates a second pulse signal having a predetermined time length longer than the time length, and a delay means that delays the second pulse signal generated by the second pulse generating means by a predetermined non-detection time. (320, 321) and the third pulse generating means (330) that generate a third pulse signal having a time length longer than the time length of the second pulse signal by using the second pulse signal delayed by the delay means as a trigger pulse. And, when two or more first pulse signals are detected by the detection means while the third pulse signal is being generated by the third pulse generation means, an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred is generated. It is characterized by having an alarm signal output means (70) that is generated and output to the outside.

また、請求項8に記載のアーク放電検知装置は、請求項4〜7のいずれかのアーク放電検知装置(100,200,300,400)において、積分手段は、アーク放電検知回路(10,20)から出力された電圧波形のうち、正側の電圧波形を積分することを特徴とする。 The arc discharge detection device according to claim 8 is the arc discharge detection device (100, 200, 300, 400) according to any one of claims 4 to 7, wherein the integrating means is an arc discharge detection circuit (10, 20). ), Of the voltage waveforms output from), the voltage waveform on the positive side is integrated.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。 The reference numerals in parentheses of the above means indicate the correspondence with the specific means described in each embodiment described later.

上記構成によれば、本発明に係るアーク放電検知回路は、抵抗とインダクタとコンデンサとからなるRLC回路を備えている。このRLC回路は、商用電源に接続された電路の線間に並列に接続される。この状態で、商用電源に接続された電路に流れる電流が、当該商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、コンデンサと抵抗とを接続したCR回路からなる通過手段によって、当該電流から高周波信号成分が選択されて通過する。 According to the above configuration, the arc discharge detection circuit according to the present invention includes an RLC circuit including a resistor, an inductor, and a capacitor. This RLC circuit is connected in parallel between the lines of the electric circuit connected to the commercial power supply. In this state, when the current flowing through the electric circuit connected to the commercial power supply is a high-frequency signal superimposed on the low-frequency AC signal supplied from the commercial power supply, the CR circuit connecting the capacitor and the resistor. A high-frequency signal component is selected from the current by the passing means including the current and passes therethrough.

この通過した高周波信号は、インダクタからなる変換手段によって電圧波形に変換される。また、インダクタは、その両端のそれぞれに接続された端子からなる端子対を具備して、変換された電圧波形を外部に出力する。このとき、インダクタとコンデンサとを接続したLC回路が共振回路を構成することにより、この共振周波数の周辺の周波数域の出力を精度よく検知してアークが発生したことを検知する。このように、外部に電圧波形が出力されているときは、その電圧は、高周波信号によって発生したものであるということができる。 The passed high frequency signal is converted into a voltage waveform by a conversion means including an inductor. Further, the inductor includes a terminal pair consisting of terminals connected to both ends thereof, and outputs the converted voltage waveform to the outside. At this time, the LC circuit in which the inductor and the capacitor are connected constitutes a resonance circuit, so that the output in the frequency range around this resonance frequency is accurately detected to detect that an arc is generated. As described above, when the voltage waveform is output to the outside, it can be said that the voltage is generated by the high frequency signal.

そして、直列アーク放電が発生すると、その初期段階においても高周波信号が発生して、商用電源の低周波交流信号に重畳される。したがって、このような高周波信号の重畳された低周波信号を上記構成に係る発明に適用すれば、上述した従来のアーク検出器に比べて、より初期段階の直列アークを検知することが可能となる。 When a series arc discharge occurs, a high-frequency signal is generated even in the initial stage and is superimposed on the low-frequency AC signal of the commercial power supply. Therefore, if such a low-frequency signal on which a high-frequency signal is superimposed is applied to the invention according to the above configuration, it is possible to detect a series arc at an earlier stage as compared with the conventional arc detector described above. ..

更に、直列アーク放電の初期段階における微弱な高周波信号に対しても、LC回路が共振回路を構成することにより、高精度に検知することができる。よって、簡単な構造で初期段階の直列アークを確実に、かつ更に精度良く検知することが可能なアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置を提供することができる。 Further, even a weak high frequency signal in the initial stage of series arc discharge can be detected with high accuracy by forming a resonance circuit in the LC circuit. Therefore, it is possible to provide an arc discharge detection circuit capable of reliably and more accurately detecting an initial stage series arc with a simple structure, and an arc discharge detection device provided with the arc discharge detection circuit. ..

また、請求項4に記載の発明によれば、商用電源の低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じた電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す警報用信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 Further, according to the invention of claim 4, when the potential level corresponding to the time length of the pulse signal generated within the half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply becomes a predetermined level or more, the said. Since the high-frequency signal is determined to be the high-frequency signal caused by the arc discharge and the alarm signal indicating the occurrence of the arc discharge is output to the outside, the arc discharge is selected from the high-frequency signals detected by the arc discharge detection circuit. High-frequency signals generated due to the above can be selected and detected, thereby preventing erroneous detection of arc discharge.

更に、請求項4に記載の発明では、アーク放電が原因となって発生する高周波信号に基づいて、アーク放電を検知するようにしたので、つまり、電圧降下をほとんど伴わないアーク放電も検知できるようにしたので、より初期段階の直列アークを確実に、かつ精度良く検知することが可能となる。 Further, in the invention according to claim 4, the arc discharge is detected based on the high frequency signal generated due to the arc discharge, that is, the arc discharge with almost no voltage drop can be detected. Therefore, it is possible to detect the series arc in the earlier stage more reliably and accurately.

また、請求項5に記載の発明によれば、商用電源の低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることが検出された場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 Further, according to the invention of claim 5, when it is detected that the number of pulse signals generated within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply is two or more, the high frequency signal is used. Since it is determined that the high frequency signal is caused by the arc discharge and the signal indicating the occurrence of the arc discharge is output to the outside, the arc discharge is the cause from the high frequency signals detected by the arc discharge detection circuit. The generated high frequency signal can be selected and detected, thereby preventing erroneous detection of arc discharge.

また、請求項6に記載の発明によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 Further, according to the invention of claim 6, the next high frequency signal is detected from the arc discharge detection circuit after a predetermined non-detection period elapses after the first high frequency signal is detected by the arc discharge detection circuit. , The high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and a signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, among the high-frequency signals detected by the arc discharge detection circuit, arc discharge High-frequency signals generated due to the above can be selected and detected, which can prevent erroneous detection of arc discharge.

また、請求項7に記載の発明によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 Further, according to the invention of claim 7, the next high frequency signal is detected from the arc discharge detection circuit after a predetermined non-detection period elapses after the first high frequency signal is detected by the arc discharge detection circuit. , The high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and a signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, among the high-frequency signals detected by the arc discharge detection circuit, arc discharge High-frequency signals generated due to the above can be selected and detected, which can prevent erroneous detection of arc discharge.

本発明の第1実施形態に係るアーク放電検知回路の回路構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the circuit structure of the arc discharge detection circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のアーク放電検知回路に含まれるコンデンサの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the capacitor included in the arc discharge detection circuit of FIG. 図1のアーク放電検知回路に含まれるLC回路の共振周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the resonance frequency characteristic of the LC circuit included in the arc discharge detection circuit of FIG. 本発明の第2実施形態に係るアーク放電検知回路の回路構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the circuit structure of the arc discharge detection circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、前段部分を示す概略図である。It is the schematic which shows the front part part of the electronic circuit provided in the arc discharge detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図5の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal obtained from the predetermined terminal pair of the electronic circuit of FIG. 本発明の第3実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分を示す概略図である。It is the schematic which shows the latter part of the electronic circuit provided in the arc discharge detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図7の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal obtained from the predetermined terminal pair of the electronic circuit of FIG. 本発明の第4実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分を示す概略図である。It is the schematic which shows the latter part of the electronic circuit provided in the arc discharge detection apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図9の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal obtained from the predetermined terminal pair of the electronic circuit of FIG. 本発明の第5実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the latter part part of the electronic circuit provided in the arc discharge detection apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 図11の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal obtained from the predetermined terminal pair of the electronic circuit of FIG. 本発明の第6実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the latter part part of the electronic circuit provided in the arc discharge detection apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention. 図12の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal obtained from the predetermined terminal pair of the electronic circuit of FIG. 本発明に係るアーク放電検知装置の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of the arc discharge detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアーク放電検知装置の他の例を示す外観図である。It is an external view which shows another example of the arc discharge detection apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

商用電源の電路上で、初期段階の直列アークが発生すると、これに応じて特有の高周波信号が発生する。そして、この高周波信号は、商用電源によって供給される低周波(例えば、60Hz)交流信号に重畳されて、電路上を伝送される。ここで、特有の高周波信号とは、10kHzを超える周波数の信号であって、連続的あるいは断続的に発生するものをいう。 When an initial series arc is generated on the electric circuit of a commercial power supply, a peculiar high frequency signal is generated accordingly. Then, this high-frequency signal is superimposed on the low-frequency (for example, 60 Hz) AC signal supplied by the commercial power supply and transmitted on the electric circuit. Here, the peculiar high-frequency signal is a signal having a frequency exceeding 10 kHz and is generated continuously or intermittently.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るアーク放電検知回路は、商用電源の低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、その高周波信号を選択して高精度で検知するものである。以下、この原理、つまり、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して高精度で検知できる原理を、図1及び図2に基づいて説明する。
(First Embodiment)
The arc discharge detection circuit according to the first embodiment of the present invention selects and detects a high-frequency signal with high accuracy when a high-frequency signal is superimposed on a low-frequency AC signal of a commercial power source. Hereinafter, this principle, that is, the principle that a high-frequency signal can be selected from a low-frequency AC signal on which a high-frequency signal is superimposed and detected with high accuracy will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施形態のアーク放電検知回路10は、図1に示すように、抵抗(R)11とインダクタ(L)12とコンデンサ(C)13とを直列に接続した回路(以下「直列RLC回路」という)により構成されている。そしてインダクタ12の両端には、検知信号を外部に出力する端子対14−14´が設けられている。 As shown in FIG. 1, the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment is a circuit in which a resistor (R) 11, an inductor (L) 12 and a capacitor (C) 13 are connected in series (hereinafter referred to as “series RLC circuit”). ). At both ends of the inductor 12, terminal pairs 14-14'for outputting a detection signal to the outside are provided.

またアーク放電検知回路10は、商用電源Pの屋内配線EWの線間に、商用電源Pと並列に接続されている。さらに屋内配線EWには、負荷Lが接続されている。 Further, the arc discharge detection circuit 10 is connected in parallel with the commercial power supply P between the lines of the indoor wiring EW of the commercial power supply P. Further, a load L is connected to the indoor wiring EW.

このように構成されたアーク放電検知回路10において、まず、直列RLC回路のうちコンデンサ13と抵抗11とを直列に接続した回路(以下「CR回路」という)の作用について説明する。ここで、抵抗11を含むすべての抵抗のインピーダンスは、その抵抗に印加される電気信号の周波数に依存せず、一定である。つまり、抵抗には、インピーダンス周波数特性は存在しない。 In the arc discharge detection circuit 10 configured as described above, first, the operation of a circuit (hereinafter referred to as “CR circuit”) in which the capacitor 13 and the resistor 11 are connected in series among the series RC circuits will be described. Here, the impedance of all the resistors including the resistor 11 is constant regardless of the frequency of the electric signal applied to the resistor. That is, the resistor has no impedance frequency characteristic.

これに対して、コンデンサ13を含むすべてのコンデンサのインピーダンスは、そのコンデンサに印加される電気信号の周波数に依存する。図2は、コンデンサ13のインピーダンス周波数特性の一例を示している。 In contrast, the impedance of all capacitors, including the capacitor 13, depends on the frequency of the electrical signal applied to that capacitor. FIG. 2 shows an example of the impedance frequency characteristics of the capacitor 13.

図2において、コンデンサ13のキャパシタンス(容量)が、例えば、0.1μFであるとき、コンデンサ13のインピーダンスは、商用電源の低周波(例えば、60Hz)信号が印加された場合には、35kΩであるのに対して、アーク放電の高周波(例えば、10kHz)信号が印加された場合には、150Ωである。 In FIG. 2, when the capacitance of the capacitor 13 is, for example, 0.1 μF, the impedance of the capacitor 13 is 35 kΩ when a low frequency (for example, 60 Hz) signal of a commercial power source is applied. On the other hand, when a high frequency (for example, 10 kHz) signal of arc discharge is applied, it is 150 Ω.

そして、抵抗11として、抵抗値が、例えば、30Ωのものを用いた場合、低周波信号についてのコンデンサ13と抵抗11とのインピーダンス比は、1167:1となり、抵抗値が、例えば、90Ωのものを用いたとしても、低周波信号についてのコンデンサ13と抵抗11とのインピーダンス比は、389:1となる。 When a resistor 11 having a resistance value of, for example, 30 Ω is used, the impedance ratio between the capacitor 13 and the resistor 11 for a low frequency signal is 1167: 1, and the resistance value is, for example, 90 Ω. Even if the above is used, the impedance ratio of the capacitor 13 and the resistor 11 for the low frequency signal is 389: 1.

一方、高周波信号についてのコンデンサ13と30Ωの抵抗11とのインピーダンス比は、5:1となり、高周波信号についてのコンデンサ13と90Ωの抵抗11とのインピーダンス比は、1.7:1となる。 On the other hand, the impedance ratio between the capacitor 13 and the 30Ω resistor 11 for the high frequency signal is 5: 1, and the impedance ratio between the capacitor 13 and the 90Ω resistor 11 for the high frequency signal is 1.7: 1.

また、コンデンサ13のキャパシタンスが、さらに小さい、例えば、0.022μFであるときには、低周波信号についてのコンデンサ13と30Ωの抵抗11とのインピーダンス比は、6667:1となり、90Ωの抵抗11とのインピーダンス比も、2222:1となって、コンデンサ13のインピーダンスは、さらに増大する。 Further, when the capacitance of the capacitor 13 is even smaller, for example, 0.022 μF, the impedance ratio between the capacitor 13 and the 30Ω resistor 11 for a low frequency signal is 6667: 1, and the impedance with the 90Ω resistor 11 is The ratio is also 2222: 1, and the impedance of the capacitor 13 is further increased.

一方、高周波信号についてのコンデンサ13と30Ωの抵抗11とのインピーダンス比は、23:1となり、90Ωの抵抗11とのインピーダンス比も、7.8:1となる。 On the other hand, the impedance ratio of the capacitor 13 and the 30Ω resistor 11 for the high frequency signal is 23: 1, and the impedance ratio of the 90Ω resistor 11 is also 7.8: 1.

以上の結果は、商用電源の低周波信号にアーク放電の高周波信号が重畳されたものをコンデンサ13と抵抗11とを直列に接続したCR回路に印加した場合、コンデンサ13が低周波信号成分を通さないことにより、CR回路には高周波信号成分のみが通ることを意味している。 The above result shows that when a high-frequency signal of arc discharge is superimposed on a low-frequency signal of a commercial power supply and applied to a CR circuit in which a capacitor 13 and a resistor 11 are connected in series, the capacitor 13 passes a low-frequency signal component. The absence means that only high frequency signal components pass through the CR circuit.

したがって、本実施形態のアーク放電検知回路10のように、コンデンサ13と抵抗11を直列に接続したCR回路を備えた直列RLC回路においては、重畳された信号のうち、低周波信号成分はコンデンサ13を通らないので、低周波信号成分によって抵抗11及びインダクタ12に電流は流れない。これに対して、高周波信号成分はコンデンサ13を通るので、高周波信号成分によって抵抗11及びインダクタ12に電流が流れる。 Therefore, in a series RLC circuit including a CR circuit in which a capacitor 13 and a resistor 11 are connected in series like the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment, among the superimposed signals, the low frequency signal component is the capacitor 13. Since it does not pass through, no current flows through the resistor 11 and the inductor 12 due to the low frequency signal component. On the other hand, since the high frequency signal component passes through the capacitor 13, a current flows through the resistor 11 and the inductor 12 due to the high frequency signal component.

このように、アーク放電検知回路10において、CR回路は、低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、その信号から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として作用する。このことにより、本実施形態のアーク放電検知回路10においては、インダクタ12に電流が流れ、その両端に設けられた端子対14−14´に電圧が発生しているときは、その電圧は、高周波信号によって発生したものであるということができる。 As described above, in the arc discharge detection circuit 10, when the high frequency signal is superimposed on the low frequency AC signal, the CR circuit acts as a passing means for selecting and passing the high frequency signal component from the signal. As a result, in the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment, when a current flows through the inductor 12 and a voltage is generated at the terminal pairs 14-14'provided at both ends thereof, the voltage is high frequency. It can be said that it was generated by a signal.

次に、直列RLC回路のうち、インダクタ12とコンデンサ13とを直列に接続した回路(以下「直列LC回路」という)の作用について説明する。 Next, among the series RLC circuits, the operation of a circuit in which the inductor 12 and the capacitor 13 are connected in series (hereinafter referred to as “series LC circuit”) will be described.

直列LC回路は、インダクタ12のインダクタンスと、コンデンサ13のキャパシタンスと、角周波数ω(=2πf、但し“f”は、直列LC回路を流れる信号の周波数)とを適当に選択することにより、共振現象を起こさせて、共振回路(以下「直列LC共振回路」という)を構成することができる。 The series LC circuit has a resonance phenomenon by appropriately selecting the inductance of the inductor 12, the capacitance of the capacitor 13, and the angular frequency ω (= 2πf, where “f” is the frequency of the signal flowing through the series LC circuit). Can be generated to form a resonant circuit (hereinafter referred to as "series LC resonant circuit").

直列LC共振回路のインピーダンスは、共振周波数fr(=ωr/2π、但しωrは、共振現象が起きたときの角周波数)において最小になる。このため直列LC共振回路では、上記CR回路を選択的に通過した高周波信号成分による電流が大きくなって、インダクタ12の両端に掛かる電圧が最大となり、インダクタ12の両端に設けられた端子対14−14´からの出力(電圧成分)は大きくなる。これにより、本実施形態のアーク放電検知回路10では、共振周波数frを特定することにより、その共振周波数fr周辺の周波数域の出力が明確となり検知精度が向上する。 The impedance of the series LC resonance circuit is minimized at the resonance frequency fr (= ωr / 2π, where ωr is the angular frequency when the resonance phenomenon occurs). Therefore, in the series LC resonance circuit, the current due to the high frequency signal component selectively passing through the CR circuit becomes large, the voltage applied to both ends of the inductor 12 becomes maximum, and the terminal pair 14-provided at both ends of the inductor 12 The output (voltage component) from 14'becomes large. As a result, in the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment, by specifying the resonance frequency fr, the output in the frequency range around the resonance frequency fr becomes clear and the detection accuracy is improved.

なお、共振周波数fr(kHz)は、インダクタLのインダクタンス(mH)と、コンデンサCのキャパシタンス(μF)とから、fr=1/(2π√LC)で求められる。図3は、LC回路の共振周波数特性を示す図である。なお、表3の値は一例に過ぎず、本発明に使用される共振周波数は、これらの値に限定されるものではない。 The resonance frequency fr (kHz) is obtained by fr = 1 / (2π√LC) from the inductance (mH) of the inductor L and the capacitance (μF) of the capacitor C. FIG. 3 is a diagram showing the resonance frequency characteristics of the LC circuit. The values in Table 3 are merely examples, and the resonance frequency used in the present invention is not limited to these values.

なお、直列RLC回路は各構成要素、つまりコンデンサ13、抵抗11及びインダクタ12を直列に接続しているので、それぞれの構成要素にも直列アーク放電の高周波信号による電流が流れる。したがって、高周波信号による電圧を出力する端子対を抵抗11の両端に設けることも可能である。現に、本発明者らによる先の発明(上記特許文献2に記載の発明)はインダクタ12を有していないので、抵抗11の両端部に設けた端子対から高周波信号による電圧出力を検知している。 Since the series RLC circuit connects each component, that is, the capacitor 13, the resistor 11, and the inductor 12 in series, a current due to a high frequency signal of series arc discharge also flows through each component. Therefore, it is also possible to provide a terminal pair for outputting a voltage by a high frequency signal at both ends of the resistor 11. Actually, since the previous invention by the present inventors (the invention described in Patent Document 2 above) does not have the inductor 12, the voltage output by the high frequency signal is detected from the terminal pair provided at both ends of the resistor 11. There is.

しかし、高周波信号による電流が抵抗11に流れた場合、抵抗11での放電による電力消費が原因で、抵抗11の両端部に設けた端子対から出力される電圧が低下することがある。そこで本実施形態のアーク放電検知回路10では、電力消費のないインダクタ12の両端部に設けた端子対14−14´から出力電圧を得ることにより、極微細な高周波信号による出力電圧を精度よく検知できるようにしている。 However, when a current due to a high-frequency signal flows through the resistor 11, the voltage output from the terminal pair provided at both ends of the resistor 11 may decrease due to the power consumption due to the discharge at the resistor 11. Therefore, in the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment, the output voltage due to the extremely fine high frequency signal is accurately detected by obtaining the output voltage from the terminal pairs 14-14'provided at both ends of the inductor 12 which does not consume power. I am trying to do it.

このように、インダクタ12の両端部に設けた端子対14−14´の電圧を監視し、電圧が発生したことを検知すれば、その電圧は、高周波信号によって発生したものであることが分かる。 In this way, if the voltage of the terminal pair 14-14'provided at both ends of the inductor 12 is monitored and it is detected that the voltage is generated, it can be seen that the voltage is generated by the high frequency signal.

但し、高周波信号を発生させる原因は、アーク放電以外にも、開閉サージやノイズ等があるため、端子対14−14´に電圧が発生したとしても、その電圧は、直列アーク放電が原因となって発生したものであると断定することはできない。これらの各種原因から直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号を特定する方法については、下記に示す第3〜第6実施形態に係るアーク放電検知装置において説明する。 However, the cause of generating a high-frequency signal is not only arc discharge but also switching surge and noise. Therefore, even if a voltage is generated at the terminal pair 14-14', the voltage is caused by series arc discharge. It cannot be concluded that it occurred. A method for identifying a high-frequency signal generated due to a series arc discharge from these various causes will be described in the arc discharge detection device according to the third to sixth embodiments shown below.

以上説明した原理により、本実施形態のアーク放電検知回路10は、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して検知することができる。 According to the principle described above, the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment can select and detect a high frequency signal from a low frequency AC signal on which a high frequency signal is superimposed.

なお、図2で例示した高周波信号の周波数、10kHzは、コンデンサにインピーダンス周波数特性があることを説明するために、便宜上採用したに過ぎず、直列アークによって実際に発生した高周波信号の周波数を示している訳ではない。 The frequency of the high-frequency signal illustrated in FIG. 2, 10 kHz, is merely adopted for convenience to explain that the capacitor has impedance frequency characteristics, and indicates the frequency of the high-frequency signal actually generated by the series arc. Not at all.

また、本実施形態のアーク放電検知回路10に使用する抵抗11の抵抗値、インダクタ12のインダクタンス及びコンデンサ13のキャパシタンスは、特に限定するものではない。例えば、抵抗11の抵抗値は、50〜300Ωであることが好ましく、100〜200Ωであることがより好ましい。また、インダクタ12のインダクタンスは、0.5〜2.0mHであることが好ましい。また、コンデンサ13のキャパシタンスは、0.03〜0.2μFであることが好ましい。なお、これらを組み合わせて共振周波数を特定することにより、その共振周波数周辺の周波数域の検知精度が向上する。 Further, the resistance value of the resistor 11 used in the arc discharge detection circuit 10 of the present embodiment, the inductance of the inductor 12, and the capacitance of the capacitor 13 are not particularly limited. For example, the resistance value of the resistor 11 is preferably 50 to 300 Ω, more preferably 100 to 200 Ω. The inductance of the inductor 12 is preferably 0.5 to 2.0 mH. The capacitance of the capacitor 13 is preferably 0.03 to 0.2 μF. By specifying the resonance frequency by combining these, the detection accuracy of the frequency range around the resonance frequency is improved.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係るアーク放電検知回路20は、図4に示すように、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10と同様に、抵抗(R)21とインダクタ(L)22とコンデンサ(C)23とからなるが、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10とは、回路素子の接続態様が異なっている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 4, the arc discharge detection circuit 20 according to the second embodiment of the present invention includes the resistor (R) 21 and the inductor (L) 22 as in the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment. Although it is composed of a capacitor (C) 23, the connection mode of the circuit element is different from that of the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment.

本実施形態のアーク放電検知回路20は、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10と同様に、商用電源Pの低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、当該高周波信号を選択して高精度で検知するものである。以下、この原理、つまり、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して高精度で検知できる原理を、図4に基づいて説明する。 Similar to the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment, the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment selects the high frequency signal when the high frequency signal is superimposed on the low frequency AC signal of the commercial power supply P. It detects with high accuracy. Hereinafter, this principle, that is, the principle that a high-frequency signal can be selected from a low-frequency AC signal on which a high-frequency signal is superimposed and detected with high accuracy will be described with reference to FIG.

図4において、本実施形態のアーク放電検知回路20は、上記第1実施形態における直列RLC回路とは異なり、インダクタ(L)22とコンデンサ(C)23とを並列に接続した回路(以下「並列LC回路」という)に抵抗(R)21を直列に接続した回路(以下「並列RLC回路」という)により構成されている。そしてインダクタ22の両端には、検知信号を外部に出力する端子対24−24´が設けられている。 In FIG. 4, unlike the series RLC circuit in the first embodiment, the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment is a circuit in which the inductor (L) 22 and the capacitor (C) 23 are connected in parallel (hereinafter, “parallel”). It is composed of a circuit (hereinafter referred to as "parallel RLC circuit") in which a resistor (R) 21 is connected in series to a circuit (referred to as "LC circuit"). At both ends of the inductor 22, terminal pairs 24-24'for outputting a detection signal to the outside are provided.

またアーク放電検知回路20は、商用電源Pの屋内配線EWの線間に、商用電源Pと並列に接続されている。さらに屋内配線EWには、負荷Lが接続されている。 Further, the arc discharge detection circuit 20 is connected in parallel with the commercial power supply P between the lines of the indoor wiring EW of the commercial power supply P. Further, a load L is connected to the indoor wiring EW.

このように接続されたアーク放電検知回路20において、並列RLC回路のうち抵抗21とコンデンサ23とを直列に接続したCR回路の作用については、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10に含まれるCR回路と同様である。しかし、本実施形態のアーク放電検知回路20には、インダクタ22とコンデンサ23とを並列に接続した回路(以下「並列LC回路」という)が含まれている。この並列LC回路でも、インダクタ22のインダクタンスと、コンデンサ23のキャパシタンスと、角周波数ωとを適当に選択することにより、共振現象を起こさせて、共振回路(以下「並列LC共振回路」という)を構成することができる。本実施形態のアーク放電検知回路20においても、この並列LC共振回路を利用して高精度に直列アーク放電を検知するようにしている。 In the arc discharge detection circuit 20 connected in this way, the operation of the CR circuit in which the resistor 21 and the capacitor 23 are connected in series among the parallel RLC circuits is included in the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment. It is the same as the CR circuit. However, the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment includes a circuit in which the inductor 22 and the capacitor 23 are connected in parallel (hereinafter referred to as "parallel LC circuit"). Even in this parallel LC circuit, a resonance phenomenon is caused by appropriately selecting the inductance of the inductor 22, the capacitance of the capacitor 23, and the angular frequency ω, and the resonance circuit (hereinafter referred to as “parallel LC resonance circuit”) is formed. Can be configured. The arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment also uses this parallel LC resonance circuit to detect the series arc discharge with high accuracy.

並列LC共振回路は、インダクタ22とコンデンサ23とを並列に接続していることから、並列LC共振回路のインピーダンスは、共振周波数frにおいて最大になる。このため並列LC共振回路では、インダクタ22の両端に掛かる電圧が最大となり、インダクタ22の両端に設けられた端子対24−24´からの出力は大きくなる。これにより、本実施形態のアーク放電検知回路20でも、共振周波数frを特定することにより、その共振周波数fr周辺の周波数域の出力が明確となり検知精度が向上する。 Since the inductor 22 and the capacitor 23 are connected in parallel in the parallel LC resonance circuit, the impedance of the parallel LC resonance circuit becomes maximum at the resonance frequency fr. Therefore, in the parallel LC resonance circuit, the voltage applied to both ends of the inductor 22 becomes maximum, and the output from the terminal pair 24-24'provided at both ends of the inductor 22 becomes large. As a result, even in the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment, by specifying the resonance frequency fr, the output in the frequency range around the resonance frequency fr becomes clear and the detection accuracy is improved.

なお、本実施形態のアーク放電検知回路20でも、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10で説明したように、抵抗21の両端部に設けた端子対から高周波信号による出力を検知することもできる。しかしその場合には、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10で説明したように、抵抗21での放電による電力消費が原因で、抵抗21の両端部に設けた端子対から出力される電圧が低下するという問題がある。そこで本実施形態のアーク放電検知回路20でも、電力消費のないインダクタ22の両端部に設けた端子対24−24´から出力電圧を得ることにより、極微細な高周波信号による出力電圧を精度よく検知できるようにしている。 The arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment may also detect the output of a high frequency signal from the terminal pairs provided at both ends of the resistor 21 as described in the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment. it can. However, in that case, as described in the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment, the voltage output from the terminal pair provided at both ends of the resistor 21 due to the power consumption due to the discharge at the resistor 21. There is a problem that Therefore, even in the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment, the output voltage due to the extremely fine high frequency signal is accurately detected by obtaining the output voltage from the terminal pairs 24-24'provided at both ends of the inductor 22 which does not consume power. I am trying to do it.

このように、インダクタ22の両端部に設けた端子対24−24´の電圧を監視し、電圧が発生したことを検知すれば、その電圧は、高周波信号によって発生したものであることが分かる。 In this way, if the voltage of the terminal pair 24-24'provided at both ends of the inductor 22 is monitored and it is detected that the voltage is generated, it can be seen that the voltage is generated by the high frequency signal.

但し、高周波信号を発生させる原因は、アーク放電以外にも、開閉サージやノイズ等があるため、端子対24−24´に電圧が発生したとしても、その電圧は、直列アーク放電が原因となって発生したものであると断定することはできない。これらの各種原因から直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号を特定する方法については、下記に示す第3〜第6実施形態に係るアーク放電検知装置において説明する。 However, the cause of generating a high-frequency signal is not only arc discharge but also switching surge and noise. Therefore, even if a voltage is generated between terminals 24-24', the voltage is caused by series arc discharge. It cannot be concluded that it occurred. A method for identifying a high-frequency signal generated due to a series arc discharge from these various causes will be described in the arc discharge detection device according to the third to sixth embodiments shown below.

以上説明した原理により、本実施形態のアーク放電検知回路20は、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して検知することができる。 According to the principle described above, the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment can select and detect a high frequency signal from a low frequency AC signal on which a high frequency signal is superimposed.

なお、本実施形態のアーク放電検知回路20に使用する抵抗21の抵抗値、インダクタ22のインダクタンス及びコンデンサ23のキャパシタンスは、特に限定するものではなく、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10と同様の範囲であることが好ましい。また、これらを組み合わせて共振周波数を特定することにより、その共振周波数周辺の周波数域の検知精度が向上する。 The resistance value of the resistor 21 used in the arc discharge detection circuit 20 of the present embodiment, the inductance of the inductor 22 and the capacitance of the capacitor 23 are not particularly limited, and are the same as those of the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment. It is preferably in the same range. Further, by specifying the resonance frequency by combining these, the detection accuracy of the frequency range around the resonance frequency is improved.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態に係るアーク放電検知装置100は、構成要素の1つとして、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10を備え、端子対14−14´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。以下、本実施形態のアーク放電検知装置100を、図5〜図8に基づいて説明する。
(Third Embodiment)
The arc discharge detection device 100 according to the third embodiment of the present invention includes the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment as one of the components, and when a voltage is generated at the terminal pair 14-14'. , It is determined and detected whether or not it is caused by the series arc discharge. Hereinafter, the arc discharge detection device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8.

本実施形態のアーク放電検知装置100は、図5及び図7に示すように、主として、アーク放電検知回路10と、積分回路30と、コンパレータ40と、2つの電源回路50,60と(以上は図5参照)、単安定マルチバイブレータ70(図7参照)とによって構成されている。 As shown in FIGS. 5 and 7, the arc discharge detection device 100 of the present embodiment mainly includes an arc discharge detection circuit 10, an integrator circuit 30, a comparator 40, and two power supply circuits 50 and 60 (the above are the above. It is composed of a monostable multivibrator 70 (see FIG. 7) and a monostable multivibrator 70 (see FIG. 7).

図5中のアーク放電検知回路10は、図1に基づいて上述したアーク放電検知回路10と同じものであり、商用電源Pの屋内配線EWの線間に接続されている。端子Taと端子Tbは、屋内配線EWの各異極からそれぞれ取られたものである。 The arc discharge detection circuit 10 in FIG. 5 is the same as the arc discharge detection circuit 10 described above based on FIG. 1, and is connected between the lines of the indoor wiring EW of the commercial power supply P. The terminal Ta and the terminal Tb are taken from the different poles of the indoor wiring EW, respectively.

アーク放電検知回路10中のコンデンサ13と抵抗11との接続点と、出力端子対14−14´のうちの一方の端子14´との間には、2個のツェナーダイオード80a,80bをそれぞれ逆向きに直列に接続したものが並列に接続されている。ここで、「逆向きに直列に接続」とは、ツェナーダイオード80aのカソードとツェナーダイオード80bのカソードを接続して、両ツェナーダイオード80a,80bを直列に接続することを意味している。 Two Zener diodes 80a and 80b are reversed between the connection point between the capacitor 13 and the resistor 11 in the arc discharge detection circuit 10 and one terminal 14'of the output terminal pair 14-14', respectively. Those connected in series in the direction are connected in parallel. Here, "connecting in series in opposite directions" means connecting the cathode of the Zener diode 80a and the cathode of the Zener diode 80b, and connecting both the Zener diodes 80a and 80b in series.

この2個のツェナーダイオード80a,80bは、アーク放電検知回路10中のコンデンサ13と抵抗11との接続点と、出力端子対14−14´のうちの一方の端子14´との間に順方向及び逆方向のいずれに過大電圧が印加されたとしても、その後段の積分回路30に所定値以上の電圧を印加しない、保護回路として機能する。 These two Zener diodes 80a and 80b are in the forward direction between the connection point between the capacitor 13 and the resistor 11 in the arc discharge detection circuit 10 and one terminal 14'of the output terminal pair 14-14'. Even if an excessive voltage is applied in any of the reverse directions, it functions as a protection circuit that does not apply a voltage equal to or higher than a predetermined value to the integration circuit 30 in the subsequent stage.

出力端子対14−14´には、積分回路30が接続されている。積分回路30は、ダイオード31と、2個の抵抗32,34と、コンデンサ33とによって構成されている。 An integrating circuit 30 is connected to the output terminal pair 14-14'. The integrator circuit 30 is composed of a diode 31, two resistors 32 and 34, and a capacitor 33.

ダイオード31のアノードは、端子14に接続され、ダイオード31のカソードは、2個の抵抗32,34の各一端に接続されている。 The anode of the diode 31 is connected to the terminal 14, and the cathode of the diode 31 is connected to each end of each of the two resistors 32, 34.

抵抗32の他端は、端子14´に接続され、抵抗34の他端は、コンデンサ33の一端に接続されている。コンデンサ33の他端は、端子14´に接続されている。 The other end of the resistor 32 is connected to the terminal 14', and the other end of the resistor 34 is connected to one end of the capacitor 33. The other end of the capacitor 33 is connected to the terminal 14'.

そして、コンデンサ33の両端にそれぞれ端子35,35´が形成され、積分回路30の出力端子対35−35´となっている。 Terminals 35 and 35'are formed at both ends of the capacitor 33, respectively, forming a pair of output terminals 35-35'of the integrating circuit 30.

今、商用電源P(図1参照)の低周波信号に、アーク放電による高周波信号が重畳された信号が端子対Ta−Tbに印加されたとすると、アーク放電検知回路10の出力端子対14−14´(図5中、符号“A”で示される位置)には、当該高周波信号に応じた電圧波形が発生する。図6(a)は、この電圧波形の一例を示している。 Assuming that a signal obtained by superimposing a high frequency signal due to arc discharge on a low frequency signal of the commercial power supply P (see FIG. 1) is applied to the terminal pair Ta-Tb, the output terminal pair 14-14 of the arc discharge detection circuit 10 is now applied. A voltage waveform corresponding to the high frequency signal is generated at ′ (the position indicated by the reference numeral “A” in FIG. 5). FIG. 6A shows an example of this voltage waveform.

この電圧波形は、周波数が500ns程度であるので、このままの状態で検知することは困難であるが、波形全体の長さ、つまり波形幅が100μs程度に変換できれば、検知が容易となる。 Since the frequency of this voltage waveform is about 500 ns, it is difficult to detect it as it is, but if the length of the entire waveform, that is, the waveform width can be converted to about 100 μs, the detection becomes easy.

そこで、本実施形態のアーク放電検知装置100は、積分回路30を用いて、アーク放電検知回路10の出力端子対14−14´に発生した、アーク放電による高周波信号の正側の波形成分を積分し、波形幅に変換している。 Therefore, the arc discharge detection device 100 of the present embodiment uses the integration circuit 30 to integrate the waveform components on the positive side of the high-frequency signal generated by the arc discharge at the output terminal pairs 14-14'of the arc discharge detection circuit 10. And it is converted to the waveform width.

図6(b)は、図6(a)の電圧波形をその波形幅に変換した結果を示しており、図5中、符号“B”で示される位置、つまり、出力端子対35−35´に発生した電圧波形を示している。これにより、変換後の電圧波形は、変換前の電圧波形と比較して、周波数が低くなるため、取り扱いが容易になる。 FIG. 6B shows the result of converting the voltage waveform of FIG. 6A into the waveform width, and the position indicated by the reference numeral “B” in FIG. 5, that is, the output terminal pair 35-35 ′. The voltage waveform generated in is shown. As a result, the voltage waveform after conversion has a lower frequency than the voltage waveform before conversion, so that it is easy to handle.

積分回路30の出力端子対35−35´には、コンパレータ40が接続されている。コンパレータ40は、6個の抵抗41〜46と、オペアンプ47とによって構成されている。 A comparator 40 is connected to the output terminal pair 35-35'of the integrator circuit 30. The comparator 40 is composed of six resistors 41 to 46 and an operational amplifier 47.

コンパレータ40の抵抗41の一端は、電源回路50に接続され、抵抗41の他端は、抵抗42及び抵抗43の各一端に接続されている。抵抗42の他端は、端子Tbにて接地(G)されている。抵抗41と抵抗42は、電源回路50から供給される電源電圧を分圧する機能を果たしている。電源回路50は、端子Taと端子Tbとに接続され、商用電源Pの電圧(例えば、100V)をオペアンプ47用の電圧(例えば、6V)に変換している。なお、電源回路50は、一般的に使用される公知の回路によって構成されているため、その回路構成についての説明は省略する。 One end of the resistor 41 of the comparator 40 is connected to the power supply circuit 50, and the other end of the resistor 41 is connected to each end of the resistor 42 and the resistor 43. The other end of the resistor 42 is grounded (G) at the terminal Tb. The resistor 41 and the resistor 42 function to divide the power supply voltage supplied from the power supply circuit 50. The power supply circuit 50 is connected to the terminal Ta and the terminal Tb, and converts the voltage of the commercial power supply P (for example, 100V) into the voltage for the operational amplifier 47 (for example, 6V). Since the power supply circuit 50 is composed of a commonly used and known circuit, the description of the circuit configuration will be omitted.

また、抵抗43の他端は、オペアンプ47のマイナス(−)側入力端に接続されている。抵抗44の一端は、上記端子35に接続され、抵抗44の他端は、オペアンプ47のプラス(+)側入力端に接続されている。 The other end of the resistor 43 is connected to the negative (−) side input end of the operational amplifier 47. One end of the resistor 44 is connected to the terminal 35, and the other end of the resistor 44 is connected to the positive (+) side input end of the operational amplifier 47.

そして、抵抗45が、オペアンプ47の出力端と+側入力端との間に挿入され、正帰還を形成している。 Then, the resistor 45 is inserted between the output end and the + side input end of the operational amplifier 47 to form positive feedback.

さらに、オペアンプ47の出力端には、抵抗46の一端が接続され、抵抗46の他端は、端子Tbにて接地されている。そして、抵抗46の両端にそれぞれ端子48,48´が形成され、コンパレータ40の出力端子対48−48´となっている。 Further, one end of the resistor 46 is connected to the output end of the operational amplifier 47, and the other end of the resistor 46 is grounded at the terminal Tb. Terminals 48 and 48'are formed at both ends of the resistor 46, respectively, forming a pair of output terminals 48-48'of the comparator 40.

抵抗41及び抵抗42は、上述のように、電源回路50から供給される電源電圧を分圧し、オペアンプ47の−側入力端に、例えば、+1.0Vの電圧が印加されるようにする。これにより、オペアンプ47は、+側入力端に+1.0V以上の電圧が印加された場合には、ハイ(H)、つまり電源回路50の電源電圧(例えば+6V)を出力する一方、+側入力端に+1.0V未満の電圧が印加された場合には、ロー(L)、例えば0Vを出力する。 As described above, the resistor 41 and the resistor 42 divide the power supply voltage supplied from the power supply circuit 50 so that, for example, a voltage of + 1.0 V is applied to the negative input end of the operational amplifier 47. As a result, the operational amplifier 47 outputs high (H), that is, the power supply voltage of the power supply circuit 50 (for example, + 6V) when a voltage of +1.0 V or higher is applied to the + side input terminal, while the + side input. When a voltage less than + 1.0V is applied to the end, low (L), for example 0V, is output.

したがって、図6(b)の電圧波形がコンパレータ40に入力された場合、コンパレータ40は、その入力電圧が+1.0V以上の区間だけ、+6Vの“H”レベルを出力する。図6(c)は、コンパレータ40からの出力信号を示しており、図5中、符号“C”で示される位置、つまり、出力端子対48−48´に発生した電圧波形を示している。 Therefore, when the voltage waveform of FIG. 6B is input to the comparator 40, the comparator 40 outputs a + 6V “H” level only in the section where the input voltage is + 1.0V or more. FIG. 6C shows the output signal from the comparator 40, and shows the voltage waveform generated at the position indicated by the symbol “C” in FIG. 5, that is, the output terminal pair 48-48 ′.

図6(b)に示す、波形幅変換後の電圧波形の電圧は、時刻T0から時刻T1までの間、+1.0V以上となっているので、コンパレータ40は、図6(c)に示すように、時刻T0から時刻T1までの時間に相当する80μsの時間長の矩形波パルスを生成して出力する。 The voltage of the voltage waveform after the waveform width conversion shown in FIG. 6B is + 1.0V or more between the time T0 and the time T1, so that the comparator 40 is as shown in FIG. 6C. In addition, a square wave pulse having a time length of 80 μs corresponding to the time from time T0 to time T1 is generated and output.

コンパレータ40の出力端子対48−48´のうち、一方の端子48は、図5に示すように、抵抗82を介して、フォトカプラ81(図5及び図7に分割して記載)の発光ダイオード81aのアノードと接続されている。発光ダイオード81aのカソードは、上記出力端子対48−48´のうち、他方の端子48´と接続されている。 Of the output terminal pairs 48-48'of the comparator 40, one terminal 48 is a light emitting diode of the photocoupler 81 (divided into FIGS. 5 and 7) via a resistor 82 as shown in FIG. It is connected to the anode of 81a. The cathode of the light emitting diode 81a is connected to the other terminal 48'of the output terminal pair 48-48'.

また、図7に示すように電源Vcc(例えば、5V)には、抵抗83の一端が接続され、抵抗83の他端は、トランジスタ87のベース及び抵抗84の一端に接続されている。そして、抵抗84の他端は、フォトカプラ81(図5及び図7に分割して記載)のフォトトランジスタ81bのコレクタに接続され、フォトトランジスタ81bのエミッタは、接地されている。なお、電源Vccは、電源回路60(図5参照)によって供給される。電源回路60は、端子Taと端子Tbとに接続され、商用電源Pの電圧(例えば、100V)を電源Vccの電圧(例えば、5V)に変換する。電源回路60も、電源回路50と同様に、一般的に使用される公知の回路によって構成されているため、その回路構成についての説明は省略する。 Further, as shown in FIG. 7, one end of the resistor 83 is connected to the power supply Vcc (for example, 5V), and the other end of the resistor 83 is connected to the base of the transistor 87 and one end of the resistor 84. The other end of the resistor 84 is connected to the collector of the phototransistor 81b of the photocoupler 81 (described separately in FIGS. 5 and 7), and the emitter of the phototransistor 81b is grounded. The power supply Vcc is supplied by the power supply circuit 60 (see FIG. 5). The power supply circuit 60 is connected to the terminal Ta and the terminal Tb, and converts the voltage of the commercial power supply P (for example, 100V) into the voltage of the power supply Vcc (for example, 5V). Since the power supply circuit 60 is also configured by a commonly used known circuit like the power supply circuit 50, the description of the circuit configuration will be omitted.

トランジスタ87のエミッタは、電源Vccに接続され、トランジスタ87のコレクタは、抵抗85の一端に接続されている。そして、抵抗85の他端は、抵抗86の一端及びNOT回路90aの入力端に接続され、抵抗86の他端は、接地されている。 The emitter of the transistor 87 is connected to the power supply Vcc, and the collector of the transistor 87 is connected to one end of the resistor 85. The other end of the resistor 85 is connected to one end of the resistor 86 and the input end of the NOT circuit 90a, and the other end of the resistor 86 is grounded.

フォトカプラ81は、アーク放電検知装置100のフォトカプラ81までの回路10,30,40を含む回路と、フォトカプラ81以降の回路70を含む回路とを電気的に絶縁するために用いられる。つまり、アーク放電検知装置100のフォトカプラ81までの回路10,30,40を含む回路は、フォトカプラ81以降の回路70を含む回路と比較して、消費電力が低いため、前者の回路10,30,40を含む回路が、後者の回路70を含む回路の影響を受けて、アーク放電の検出精度が悪化する虞がある。このためフォトカプラ81は、この検出精度を悪化させないように、両者を電気的に切り離す役割を果たしている。 The photocoupler 81 is used to electrically insulate the circuit including the circuits 10, 30, 40 up to the photocoupler 81 of the arc discharge detection device 100 and the circuit including the circuit 70 after the photocoupler 81. That is, since the circuit including the circuits 10, 30, 40 up to the photocoupler 81 of the arc discharge detection device 100 has lower power consumption than the circuit including the circuit 70 after the photocoupler 81, the former circuit 10, The circuit including the 30 and 40 may be affected by the circuit including the latter circuit 70, and the detection accuracy of the arc discharge may be deteriorated. Therefore, the photocoupler 81 plays a role of electrically separating the two so as not to deteriorate the detection accuracy.

NOT回路90aの出力端は、NOT回路90bの入力端に接続され、NOT回路90bの出力端は、抵抗91の一端に接続され、抵抗91の他端は、コンデンサ92の一端及びNOT回路93aの入力端に接続されている。そして、コンデンサ92の他端は、接地されている。 The output end of the NOT circuit 90a is connected to the input end of the NOT circuit 90b, the output end of the NOT circuit 90b is connected to one end of the resistor 91, and the other end of the resistor 91 is one end of the capacitor 92 and the NOT circuit 93a. It is connected to the input end. The other end of the capacitor 92 is grounded.

NOT回路93aの出力端は、NOT回路93bの入力端に接続され、NOT回路93bの出力端は、NOT回路93cの入力端に接続され、NOT回路93cの出力端は、単安定マルチバイブレータ70の入力端に接続されている。 The output end of the NOT circuit 93a is connected to the input end of the NOT circuit 93b, the output end of the NOT circuit 93b is connected to the input end of the NOT circuit 93c, and the output end of the NOT circuit 93c is the monostable multivibrator 70. It is connected to the input end.

単安定マルチバイブレータ70は、2個のNAND回路71,72と、コンデンサ73と、抵抗74とによって構成されている。 The monostable multivibrator 70 is composed of two NAND circuits 71 and 72, a capacitor 73, and a resistor 74.

NAND回路71の一方の入力端には、上記NOT回路93cの出力端が接続され、NAND回路71の他方の入力端には、他方のNAND回路72の出力端と、抵抗94を介して電源Vccとが接続されている。 The output end of the NOT circuit 93c is connected to one input end of the NAND circuit 71, and the output end of the other NAND circuit 72 and the power supply Vcc via the resistor 94 are connected to the other input end of the NAND circuit 71. Is connected.

NAND回路71の出力端は、コンデンサ73の一端に接続され、コンデンサ73の他端は、NAND回路72の両入力端及び抵抗74の一端に接続されている。抵抗74の他端は、接地されている。 The output end of the NAND circuit 71 is connected to one end of the capacitor 73, and the other end of the capacitor 73 is connected to both input ends of the NAND circuit 72 and one end of the resistor 74. The other end of the resistor 74 is grounded.

NAND回路72は、NOT回路として使用されている。NAND回路71の出力は、出力端子75を介し、単安定マルチバイブレータ70の出力として、後段の回路、本実施形態では、警報報知回路110に供給される。なお、警報報知回路110は、電源Vccに接続されるとともに、接地されている。 The NAND circuit 72 is used as a NOT circuit. The output of the NAND circuit 71 is supplied to the subsequent circuit, in this embodiment, the alarm notification circuit 110 as the output of the monostable multivibrator 70 via the output terminal 75. The alarm notification circuit 110 is connected to the power supply Vcc and is grounded.

コンパレータ40の出力端子対48−48´は、上述のように、抵抗82とフォトカプラ81の発光ダイオード81aとの直列回路に接続されている(図5参照)。出力端子対48−48´に、上述した図6(c)に示す矩形波パルスが出力されると、その矩形波パルスの立ち上がりで、つまり、時刻T0で、発光ダイオード81aはオンとなって、発光する。これに応じて、フォトダイオード81bもオンとなって、そのコレクタ電位が接地レベルとなり、電源Vccから抵抗83及び抵抗84に電流が流れる。 As described above, the output terminal pair 48-48'of the comparator 40 is connected to the series circuit of the resistor 82 and the light emitting diode 81a of the photocoupler 81 (see FIG. 5). When the rectangular wave pulse shown in FIG. 6C described above is output to the output terminal pair 48-48', the light emitting diode 81a is turned on at the rising edge of the rectangular wave pulse, that is, at time T0. It emits light. Correspondingly, the photodiode 81b is also turned on, the collector potential thereof becomes the ground level, and a current flows from the power supply Vcc to the resistor 83 and the resistor 84.

その結果、トランジスタ87のベース電位が上昇し、トランジスタ87がオンとなり、電源Vccから抵抗85及び抵抗86に電流が流れる。これに応じて、抵抗85と抵抗86との接続点、つまり、図7中、符号“C”で示される位置の電位も上昇する。 As a result, the base potential of the transistor 87 rises, the transistor 87 is turned on, and a current flows from the power supply Vcc to the resistor 85 and the resistor 86. Correspondingly, the potential at the connection point between the resistor 85 and the resistor 86, that is, the position indicated by the reference numeral “C” in FIG. 7, also increases.

この状態は、上記矩形波パルスが立ち下がるまで継続するので、抵抗85と抵抗86との接続点には、当該矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが発生する。このため、抵抗85と抵抗86との接続点には、出力端子対48−48´と同じ符号“C”が付けられている。 Since this state continues until the square wave pulse falls, a square wave pulse having the same shape as the square wave pulse is generated at the connection point between the resistor 85 and the resistor 86. Therefore, the connection point between the resistor 85 and the resistor 86 is designated by the same reference numeral “C” as the output terminal pair 48-48 ′.

抵抗85と抵抗86との接続点には、上述のように、NOT回路90aの入力端が接続され、その後段には、NOT回路90bが接続されている。図8(a)は、NOT回路90bの出力端と抵抗91との接続点、つまり、図7中、符号“D”で示される位置の電圧波形(矩形波パルス)の一例を示している。図8(a)中、左側の「非検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Pの低周波交流信号の周波数が“60Hz”である場合の半周期(略8ms)内に1つずつ発生した例を示している。一方、図8(a)中、右側の「検知」欄の矩形波パルスは、同半周期内に2つずつ発生した例を示している。なお図8(a)〜(c)において、破線で示す波形は、商用電源Pの低周波交流信号を全波整流したときの半周期毎の電圧波形を示している。 As described above, the input end of the NOT circuit 90a is connected to the connection point between the resistor 85 and the resistor 86, and the NOT circuit 90b is connected to the subsequent stage. FIG. 8A shows an example of a voltage waveform (rectangular wave pulse) at the connection point between the output end of the NOT circuit 90b and the resistor 91, that is, the position indicated by the reference numeral “D” in FIG. In FIG. 8A, the square wave pulses in the “non-detection” column on the left side are generated one by one within a half cycle (approximately 8 ms) when the frequency of the low-frequency AC signal of the commercial power supply P is “60 Hz”. An example is shown. On the other hand, in FIG. 8A, the rectangular wave pulses in the “detection” column on the right side show an example in which two pulses are generated in the same half cycle. In FIGS. 8 (a) to 8 (c), the waveforms shown by the broken lines show voltage waveforms every half cycle when the low-frequency AC signal of the commercial power supply P is full-wave rectified.

図7における接続点Cに、図6(c)と同様の矩形波パルスが発生し、矩形波パルスの立ち上がりにより、NOT回路90aの入力が“L”から“H”に切り替わったとき、NOT回路90aの出力は“H”から“L”に切り替わる。これに応じてNOT回路90bの出力は、“L”から“H”に切り替わる。つまり、接続点Cと接続点Dにおける“L”と“H”の状態は同じであるので、接続点Dには、接続点Cにおいて発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが発生する。 When a square wave pulse similar to that in FIG. 6 (c) is generated at the connection point C in FIG. 7 and the input of the NOT circuit 90a is switched from “L” to “H” due to the rise of the rectangular wave pulse, the NOT circuit The output of 90a switches from "H" to "L". In response to this, the output of the NOT circuit 90b is switched from "L" to "H". That is, since the states of "L" and "H" at the connection point C and the connection point D are the same, a square wave pulse having the same shape as the rectangular wave pulse generated at the connection point C is generated at the connection point D. ..

接続点Dが“H”である間、電流が接続点Dから抵抗91を介してコンデンサ92に供給される。これに応じてコンデンサ92の電位、つまり図7中、符号“E”で示される位置の電位が上昇する。図8(b)は、この接続点Eの電圧波形の一例を示している。図8(b)中、破線で示す閾値Thは、接続点Eに接続されたNOT回路93aが“L”を出力するための入力電圧の閾値を示している。したがって、接続点Eの電圧、つまりNOT回路93aの入力電圧が閾値Th以上であれば、NOT回路93aは“L”を出力し、接続点Eの電圧が閾値Th未満であれば、NOT回路93aは“H”を出力する。図8(b)の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Th以上になる区間が存在しないので、NOT回路93aは、“H”を継続して出力する。一方、図8(b)の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Th以上になる区間が存在するので、NOT回路93aは、その区間継続して“L”を出力する。 While the connection point D is “H”, current is supplied from the connection point D to the capacitor 92 via the resistor 91. Correspondingly, the potential of the capacitor 92, that is, the potential at the position indicated by the reference numeral “E” in FIG. 7 rises. FIG. 8B shows an example of the voltage waveform of the connection point E. In FIG. 8B, the threshold value Th shown by the broken line indicates the threshold value of the input voltage for the NOT circuit 93a connected to the connection point E to output “L”. Therefore, if the voltage at the connection point E, that is, the input voltage of the NOT circuit 93a is equal to or higher than the threshold value Th, the NOT circuit 93a outputs “L”, and if the voltage at the connection point E is less than the threshold value Th, the NOT circuit 93a is output. Outputs "H". Since there is no section in the voltage waveform in the “non-detection” column of FIG. 8 (b) that exceeds the threshold value Th, the NOT circuit 93a continuously outputs “H”. On the other hand, since the voltage waveform in the “non-detection” column of FIG. 8B has a section where the threshold value is Th, the NOT circuit 93a continuously outputs “L” in that section.

閾値Thは、NOT回路93aに固有の値であるため、変動することはない。本実施形態では、抵抗91の抵抗値と、コンデンサ92のキャパシタンスとを適当に選択することにより、接続点Dに印加された矩形波パルスの中から、接続点Eの電位が閾値Th以上になる矩形波パルスを特定するようにしている。ここで、特定される矩形波パルスとは、具体的には例えば、所定の時間幅以上継続するパルスである。但し、所定の時間幅以上継続するパルスは、1つのパルスでなくても、複数のパルスにより構成されていてもよい。 Since the threshold value Th is a value peculiar to the NOT circuit 93a, it does not fluctuate. In the present embodiment, by appropriately selecting the resistance value of the resistor 91 and the capacitance of the capacitor 92, the potential of the connection point E becomes the threshold value Th or more from the rectangular wave pulses applied to the connection point D. I try to identify the square wave pulse. Here, the specified rectangular wave pulse is, for example, a pulse that continues for a predetermined time width or longer. However, the pulse that continues for a predetermined time width or more may be composed of a plurality of pulses, not just one pulse.

図8(a)の「非検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に1つの矩形波パルスが発生した例を示している。この場合、1つの矩形波パルスでは、所定の時間幅以上継続するパルスが形成されないので、接続点Eの電位が閾値Th以上に上昇する程の電荷が、コンデンサ92に供給されない。 The square wave pulse in the “non-detection” column of FIG. 8A shows an example in which one square wave pulse is generated within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P. In this case, since one square wave pulse does not form a pulse that continues for a predetermined time width or more, the capacitor 92 is not supplied with a charge sufficient to raise the potential of the connection point E to the threshold value Th or more.

一方、図8(a)の「検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に2つの矩形波パルスが発生した例を示している。この場合、2つの矩形波パルスにより、所定の時間幅以上継続するパルスが形成されるので、接続点Eの電位が閾値Th以上に上昇する程の電荷が、コンデンサ92に供給される。 On the other hand, the square wave pulse in the “detection” column of FIG. 8A shows an example in which two square wave pulses are generated within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P. In this case, since the two square wave pulses form a pulse that continues for a predetermined time width or more, a charge that causes the potential of the connection point E to rise above the threshold value Th is supplied to the capacitor 92.

NOT回路93bの出力端である接続点Fと接続点Eとの間には、接続点Dと接続点Cとの間と同様に、2つのNOT回路93a,93bが接続されているので、接続点Fと接続点Eにおける“L”と“H”の状態は同じである。このため、NOT回路93aの入力端が“L”であれば、つまり接続点Eの電圧が閾値Th未満であれば、NOT回路93bの出力端、つまり接続点Fも“L”となり、NOT回路93aの入力端が“H”であれば、つまり接続点Eの電圧が閾値Th以上であれば、NOT回路93bの出力端、つまり接続点Fも“H”となる。図8(b)の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Th以上になる区間が存在しないので、図8(c)の「非検知」欄に示すように、接続点Fにおける電圧は、“L”を継続する。一方、図8(b)の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Th以上になる区間が存在するので、図8(c)の「検知」欄に示すように、接続点Fにおける電圧は、その区間“H”を継続する。 Since the two NOT circuits 93a and 93b are connected between the connection point F and the connection point E, which are the output ends of the NOT circuit 93b, as in the case of the connection point D and the connection point C, they are connected. The states of "L" and "H" at the point F and the connection point E are the same. Therefore, if the input end of the NOT circuit 93a is "L", that is, if the voltage of the connection point E is less than the threshold value Th, the output end of the NOT circuit 93b, that is, the connection point F is also "L", and the NOT circuit If the input end of 93a is "H", that is, if the voltage at the connection point E is equal to or higher than the threshold value Th, the output end of the NOT circuit 93b, that is, the connection point F is also "H". Since there is no section in the voltage waveform in the “non-detection” column of FIG. 8 (b) that exceeds the threshold value Th, the voltage at the connection point F is as shown in the “non-detection” column of FIG. 8 (c). , Continue with "L". On the other hand, since the voltage waveform in the "non-detection" column of FIG. 8 (b) has a section where the threshold value is Th or more, the voltage at the connection point F is shown in the "detection" column of FIG. 8 (c). Continues that section "H".

単安定マルチバイブレータ70の入力端は、上述したように、NOT回路93cの出力端に接続されている。NOT回路93cは、入力端、つまり接続点Fにおける“H”又は“L”を反転して出力する。したがって、接続点Fの電圧レベルが“L”であれば、NOT回路93cは“H”を出力し、接続点Fの電圧レベルが“H”であれば、NOT回路93cは“L”を出力する。 As described above, the input end of the monostable multivibrator 70 is connected to the output end of the NOT circuit 93c. The NOT circuit 93c inverts and outputs "H" or "L" at the input terminal, that is, the connection point F. Therefore, if the voltage level of the connection point F is "L", the NOT circuit 93c outputs "H", and if the voltage level of the connection point F is "H", the NOT circuit 93c outputs "L". To do.

単安定マルチバイブレータ70は、入力が“H”から“L”に立ち下がったときに、動作を開始する。なお、単安定マルチバイブレータ70の動作を開始させる、このようなパルスは、トリガパルスと呼ばれている。 The monostable multivibrator 70 starts operation when the input drops from "H" to "L". Such a pulse that starts the operation of the monostable multivibrator 70 is called a trigger pulse.

単安定マルチバイブレータ70が動作を開始すると、出力端子75からは、コンデンサ73のキャパシタンスと抵抗74の抵抗値によって決まる時定数、つまりCR時定数に応じた時間長の矩形波パルスが出力される。なお、単安定マルチバイブレータ70が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。 When the monostable multivibrator 70 starts operating, a time constant determined by the capacitance of the capacitor 73 and the resistance value of the resistor 74, that is, a square wave pulse having a time length corresponding to the CR time constant is output from the output terminal 75. The rectangular wave pulse output by the monostable multivibrator 70 is for notifying that an arc discharge has occurred.

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置100は、アーク放電検知回路10から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた矩形波パルスを生成する。そして、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成し、生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。 As described above, the arc discharge detection device 100 of the present embodiment has a rectangular wave pulse corresponding to the waveform width of the voltage waveform based on the voltage waveform corresponding to the high frequency signal detected from the arc discharge detection circuit 10. To generate. Then, a potential of a level corresponding to the time length of the pulse signal generated within a half cycle of the low-frequency AC signal of the commercial power supply P is generated, and when the generated potential level becomes equal to or higher than a predetermined level, an arc is generated. Generates an alarm signal indicating that a discharge has occurred and outputs it to the outside.

このように、本実施形態のアーク放電検知装置100によれば、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じた電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す警報用信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路10から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 As described above, according to the arc discharge detection device 100 of the present embodiment, the potential level according to the time length of the pulse signal generated within the half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P becomes equal to or higher than a predetermined level. In this case, the high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and an alarm signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, the high-frequency signal detected by the arc discharge detection circuit 10 is output. High-frequency signals generated due to arc discharge can be selected and detected from among them, and erroneous detection of arc discharge can be prevented.

また、本実施形態のアーク放電検知装置100では、アーク放電が原因となって発生する高周波信号に基づいて、アーク放電を検知するようにしたので、つまり、電圧降下をほとんど伴わないアーク放電も検知できるようにしたので、より初期段階の直列アークを確実に、かつ精度良く検知することが可能となる。 Further, in the arc discharge detection device 100 of the present embodiment, the arc discharge is detected based on the high frequency signal generated due to the arc discharge, that is, the arc discharge with almost no voltage drop is also detected. Since this is possible, it is possible to detect the series arc in the earlier stage more reliably and accurately.

(第4実施形態)
本発明の第4実施形態に係るアーク放電検知装置200は、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100と同様に、構成要素の1つとして、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10を備え、端子対14−14´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置200は、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に対して、端子対14−14´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置200を、図9及び図10に基づいて説明する。
(Fourth Embodiment)
The arc discharge detection device 200 according to the fourth embodiment of the present invention has the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment as one of the components, similarly to the arc discharge detection device 100 of the third embodiment. When a voltage is generated at the terminal pair 14-14', it is determined and detected whether or not the voltage is caused by the series arc discharge. However, in the arc discharge detection device 200 of the present embodiment, the voltage generated at the terminal pair 14-14'is generated due to the series arc discharge with respect to the arc discharge detection device 100 of the third embodiment. The method of determining whether or not it is a thing is different. Hereinafter, the arc discharge detection device 200 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

本実施形態のアーク放電検知装置200は構成上、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に対して、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ81の発光ダイオード81a以前の回路は、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置200に含まれる、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路中、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。 Due to the configuration of the arc discharge detection device 200 of the present embodiment, a part of the circuit after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 is different from the arc discharge detection device 100 of the third embodiment. Therefore, as the circuit of the photocoupler 81 before the light emitting diode 81a, the circuit included in the arc discharge detection device 100 of the third embodiment is used as it is. Further, in the circuits after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 included in the arc discharge detection device 200 of the present embodiment, the same components as those included in the arc discharge detection device 100 of the third embodiment are the same. Reference numerals will be given and the description thereof will be omitted.

図9に示すように、フォトカプラ81のフォトダイオード81bのコレクタには、単安定マルチバイブレータ210の入力端が接続されている。単安定マルチバイブレータ210は、単安定マルチバイブレータ70と同様に、2個のNAND回路211,212と、コンデンサ213と、抵抗214とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ210は、単安定マルチバイブレータ70に対して、コンデンサ213のキャパシタンスと抵抗214の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ210から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。 As shown in FIG. 9, the input end of the monostable multivibrator 210 is connected to the collector of the photodiode 81b of the photocoupler 81. Like the monostable multivibrator 70, the monostable multivibrator 210 is composed of two NAND circuits 211 and 212, a capacitor 213, and a resistor 214. However, in the monostable multivibrator 210, the capacitance of the capacitor 213 and the resistance value of the resistor 214 are different from those of the monostable multivibrator 70. That is, the time lengths of the rectangular wave pulses output from the monostable multivibrator 210 are different.

単安定マルチバイブレータ210の入力端は、上述のように、フォトカプラ81のフォトダイオード81bのコレクタに接続されている。そして上記第3実施形態において上述したように、フォトダイオード81bのコレクタ電位は、フォトカプラ81が作動しているときは、接地レベルに低下する一方、フォトカプラ81が作動していないときには、電源Vccの電位レベルである。つまり、フォトダイオード81bのコレクタ電位は、通常“H”であり、図10(a)の矩形波パルスが発生すると、その発生開始から終了に至るまで“L”となる。 The input end of the monostable multivibrator 210 is connected to the collector of the photodiode 81b of the photocoupler 81 as described above. Then, as described above in the third embodiment, the collector potential of the photodiode 81b drops to the ground level when the photocoupler 81 is operating, while the power supply Vcc when the photocoupler 81 is not operating. Potential level of. That is, the collector potential of the photodiode 81b is usually "H", and when the rectangular wave pulse of FIG. 10A is generated, it becomes "L" from the start to the end of the generation.

単安定マルチバイブレータ210は、入力が“H”から“L”に立ち下がったときに、動作を開始する。単安定マルチバイブレータ210が動作を開始すると、出力端子215からは、コンデンサ213のキャパシタンスと抵抗214の抵抗値によって決まる時定数、つまりCR時定数に応じた時間長の矩形波パルスが出力される。図10(b)は、一例として、出力端子215の位置、つまり、図9中、符号“G”で示される位置に発生した時間長7msの矩形波パルスを示している。なお、単安定マルチバイブレータ210が時間長7msの矩形波パルスを生成して出力する理由は、後述する。 The monostable multivibrator 210 starts operation when the input drops from "H" to "L". When the monostable multivibrator 210 starts operating, a time constant determined by the capacitance of the capacitor 213 and the resistance value of the resistor 214, that is, a square wave pulse having a time length corresponding to the CR time constant is output from the output terminal 215. FIG. 10B shows, as an example, a rectangular wave pulse having a time length of 7 ms generated at the position of the output terminal 215, that is, the position indicated by the reference numeral “G” in FIG. The reason why the monostable multivibrator 210 generates and outputs a rectangular wave pulse having a time length of 7 ms will be described later.

単安定マルチバイブレータ210の出力端子215は、抵抗220の一端に接続され、抵抗220の他端は、コンデンサ221の一端及びNAND回路222の一方の入力端に接続されている。NAND回路222の他方の入力端は、上記第3実施形態において上述した抵抗85と抵抗86との接続点Cに接続されている。そして、NAND回路222の出力端は、単安定マルチバイブレータ70の入力端に接続されている。そして、コンデンサ221の他端は、接地されている。 The output terminal 215 of the monostable multivibrator 210 is connected to one end of the resistor 220, and the other end of the resistor 220 is connected to one end of the capacitor 221 and one input end of the NAND circuit 222. The other input end of the NAND circuit 222 is connected to the connection point C between the resistor 85 and the resistor 86 described above in the third embodiment. The output end of the NAND circuit 222 is connected to the input end of the monostable multivibrator 70. The other end of the capacitor 221 is grounded.

NAND回路222の出力が“H”から“L”に切り替わる場合は、NAND回路222の2つの入力が、いずれも“H”である場合である。つまり、単安定マルチバイブレータ210が矩形波パルスを出力し、かつ、抵抗85と抵抗86との接続点が“H”である場合である。しかし、NAND回路222の一方の入力、つまり、単安定マルチバイブレータ210の出力が供給されている入力は、単安定マルチバイブレータ210から“H”が出力されたとしても、直ちに“H”とはならない。これは、NAND回路222の一方の入力は、コンデンサ221のキャパシタンスと抵抗220の抵抗値によって決まるCR時定数に応じた時間だけ遅れてから、“H”となるからである。本実施形態では、この遅延時間として、例えば1ms(図10(c)において時刻T0から時刻T1までの時間)を採用している。“1ms”は、負荷Lとして誘導負荷が接続され、その誘導負荷の起動時に発生する周期的パルス(以下「誘導負荷発生パルス」という)を検知しない不検知時間として採用したものである。誘導負荷発生パルスは、アーク放電が原因となって発生したパルスではないので、誘導負荷発生パルスを不検知にする必要があるからである。 When the output of the NAND circuit 222 switches from "H" to "L", it means that the two inputs of the NAND circuit 222 are both "H". That is, the monostable multivibrator 210 outputs a rectangular wave pulse, and the connection point between the resistor 85 and the resistor 86 is “H”. However, one input of the NAND circuit 222, that is, the input to which the output of the monostable multivibrator 210 is supplied, does not immediately become "H" even if "H" is output from the monostable multivibrator 210. .. This is because one input of the NAND circuit 222 becomes "H" after being delayed by a time corresponding to the CR time constant determined by the capacitance of the capacitor 221 and the resistance value of the resistor 220. In the present embodiment, for example, 1 ms (time from time T0 to time T1 in FIG. 10C) is adopted as this delay time. “1 ms” is adopted as the non-detection time in which the induced load is connected as the load L and the periodic pulse (hereinafter referred to as “induced load generation pulse”) generated at the start of the induced load is not detected. This is because the inductive load generation pulse is not a pulse generated due to the arc discharge, so it is necessary to make the inductive load generation pulse undetectable.

誘導負荷発生パルスは、商用電源Pの低周波交流信号の半周期に相当する周期毎に発生することが多い。そして、商用電源Pの低周波交流信号の周波数が“60Hz”である場合の半周期は、略8msであり、1つの誘導負荷発生パルスの検知時間として“1ms”を採ると、その次の誘導負荷発生パルスが発生するまでの間隔は、8(ms)−1(ms)=7(ms)となる。この“7ms”が、単安定マルチバイブレータ210が発生する矩形波パルスの時間長に相当する。つまり、単安定マルチバイブレータ210は、隣接する誘導負荷発生パルス間の間隔に相当する時間長の矩形波パルスを出力する。 The inductive load generation pulse is often generated every cycle corresponding to a half cycle of the low-frequency AC signal of the commercial power supply P. When the frequency of the low-frequency AC signal of the commercial power supply P is "60 Hz", the half cycle is about 8 ms, and if "1 ms" is taken as the detection time of one induced load generation pulse, the next induction is taken. The interval until the load generation pulse is generated is 8 (ms) -1 (ms) = 7 (ms). This "7 ms" corresponds to the time length of the rectangular wave pulse generated by the monostable multivibrator 210. That is, the monostable multivibrator 210 outputs a rectangular wave pulse having a time length corresponding to the interval between adjacent induced load generation pulses.

図10(c)は、抵抗220とコンデンサ221との接続点、つまり図9中、符号“H”で示される位置に発生する矩形波パルスの一例を示している。図10(c)の矩形波パルスは、図10(a)の矩形波パルスに同期して生成された図10(b)の時間長7msの矩形波パルスの立ち上がりから2ms遅延して立ち上がり、時間長5msの矩形波パルスとして生成されている。このように、単安定マルチバイブレータ210から出力された時間長7msの矩形波パルスを2ms遅延させて、時間長5msの矩形波パルスを生成したのは、時間長7msの矩形波パルスのトリガパルス(図10(a)の例では、時刻T0と時刻T2で発生した矩形波パルス)を検知しないようにするためである。 FIG. 10C shows an example of a rectangular wave pulse generated at the connection point between the resistor 220 and the capacitor 221, that is, at the position indicated by the symbol “H” in FIG. The square wave pulse of FIG. 10 (c) rises with a delay of 2 ms from the rise of the square wave pulse having a time length of 7 ms of FIG. 10 (b) generated in synchronization with the square wave pulse of FIG. 10 (a), and the time. It is generated as a square wave pulse with a length of 5 ms. In this way, the 7 ms square wave pulse output from the monostable multivibrator 210 was delayed by 2 ms to generate the 5 ms square wave pulse, which is the trigger pulse of the 7 ms square wave pulse. In the example of FIG. 10A, this is to prevent detection of the square wave pulse generated at time T0 and time T2).

図10(d)は、NAND回路222の出力端、つまり図9中、符号“I”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図9(d)に示すように、図10(c)の時間長5msの矩形波パルスが発生中に、接続点Cに矩形波パルスが発生したとき、NAND回路222は“H”から“L”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ70は、動作を開始する。なお、単安定マルチバイブレータ70が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。 FIG. 10D shows an example of a rectangular wave pulse output from the output end of the NAND circuit 222, that is, the position indicated by the reference numeral “I” in FIG. As shown in FIG. 9D, when a square wave pulse having a time length of 5 ms in FIG. 10C is generated and a square wave pulse is generated at the connection point C, the NAND circuit 222 changes from “H” to “L”. Outputs a signal that falls to ". In response to this, the monostable multivibrator 70 starts operation. The rectangular wave pulse output by the monostable multivibrator 70 is for notifying that an arc discharge has occurred.

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置200は、アーク放電検知回路10から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた矩形波パルスを生成する。そして、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることが検出された場合、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。ここで、「商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が2つ以上であること」を検出するために、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号のうちの最初のパルス信号を検知しないようにしている。 As described above, the arc discharge detection device 200 of the present embodiment has a rectangular wave pulse corresponding to the waveform width of the voltage waveform based on the voltage waveform corresponding to the high frequency signal detected from the arc discharge detection circuit 10. To generate. When it is detected that the number of pulse signals generated within the half cycle of the low-frequency AC signal of the commercial power supply P is two or more, it is determined that the high-frequency signal is a signal caused by an arc discharge. Then, an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred is generated and output to the outside. Here, in order to detect that "the number of pulse signals generated within the half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P is two or more", the number of pulse signals generated within the half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P is within the half cycle. The first pulse signal of the pulse signals generated in is not detected.

このように、本実施形態のアーク放電検知装置200によれば、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることが検出された場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路10から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 As described above, according to the arc discharge detection device 200 of the present embodiment, when it is detected that the number of pulse signals generated within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P is two or more. , The high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and a signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, among the high-frequency signals detected by the arc discharge detection circuit 10, the arc High-frequency signals generated due to discharge can be selected and detected, which can prevent erroneous detection of arc discharge.

(第5実施形態)
本発明の第5実施形態に係るアーク放電検知装置300は、上記第3及び第4実施形態のアーク放電検知装置100,200と同様に、構成要素の1つとして、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10を備え、端子対14−14´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置300は、上記第3及び第4実施形態のアーク放電検知装置100,200に対して、端子対14−14´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置300を、図11及び図12に基づいて説明する。
(Fifth Embodiment)
The arc discharge detection device 300 according to the fifth embodiment of the present invention, like the arc discharge detection devices 100 and 200 of the third and fourth embodiments, has the arc of the first embodiment as one of the components. The discharge detection circuit 10 is provided, and when a voltage is generated at the terminal pair 14-14', it is determined and detected whether or not the voltage is caused by the series arc discharge. However, in the arc discharge detection device 300 of the present embodiment, the voltage generated at the terminal pair 14-14'is caused by the series arc discharge with respect to the arc discharge detection devices 100 and 200 of the third and fourth embodiments. The method of determining whether or not it has occurred is different. Hereinafter, the arc discharge detection device 300 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

本実施形態のアーク放電検知装置300も構成上、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に対して、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ81の発光ダイオード81a以前の回路は、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置300に含まれる、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路中、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。 Due to the configuration of the arc discharge detection device 300 of the present embodiment, a part of the circuit after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 is different from that of the arc discharge detection device 100 of the third embodiment. Therefore, as the circuit of the photocoupler 81 before the light emitting diode 81a, the circuit included in the arc discharge detection device 100 of the third embodiment is used as it is. Further, in the circuits after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 included in the arc discharge detection device 300 of the present embodiment, the same components as those included in the arc discharge detection device 100 of the third embodiment are the same. Reference numerals will be given and the description thereof will be omitted.

図11に示すように、NOT回路93cの出力端は、単安定マルチバイブレータ310の入力端に接続されている。単安定マルチバイブレータ310は、単安定マルチバイブレータ70と同様に、2個のNAND回路311,312と、コンデンサ313と、抵抗314とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ310は、単安定マルチバイブレータ70に対して、コンデンサ313のキャパシタンスと抵抗314の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ310から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。 As shown in FIG. 11, the output end of the NOT circuit 93c is connected to the input end of the monostable multivibrator 310. Like the monostable multivibrator 70, the monostable multivibrator 310 is composed of two NAND circuits 311, 312, a capacitor 313, and a resistor 314. However, the monostable multivibrator 310 differs from the monostable multivibrator 70 in the capacitance of the capacitor 313 and the resistance value of the resistor 314. That is, the time lengths of the rectangular wave pulses output from the monostable multivibrator 310 are different.

NOT回路93cが“H”から“L”に立ち下がる信号を出力すると、単安定マルチバイブレータ310は、図12(c)に示すように、時間長20msの矩形波パルスを出力する。なお図12(c)は、出力端子315の位置、つまり、図11中、符号“J”で示される位置に発生した20msの時間長の矩形波パルスを示している。このように時間長20msの矩形波パルスを出力するようにしたのは、後述するように、この時間長20msの矩形波パルスをトリガパルスとして、トリガパルスの立ち上がりから10ms遅延して立ち上がる時間長40msの矩形波パルスを生成するためである。 When the NOT circuit 93c outputs a signal falling from “H” to “L”, the monostable multivibrator 310 outputs a rectangular wave pulse having a time length of 20 ms, as shown in FIG. 12 (c). Note that FIG. 12C shows a square wave pulse having a time length of 20 ms generated at the position of the output terminal 315, that is, the position indicated by the reference numeral “J” in FIG. As will be described later, the reason why the square wave pulse having a time length of 20 ms is output is that the square wave pulse having a time length of 20 ms is used as a trigger pulse, and the time length of the rising time is 40 ms, which is delayed by 10 ms from the rise of the trigger pulse. This is to generate a square wave pulse of.

単安定マルチバイブレータ310の出力端子315は、抵抗320の一端に接続され、抵抗320の他端は、コンデンサ321の一端及びNAND回路322の両入力端に接続されている。そして、コンデンサ321の他端は、接地されている。 The output terminal 315 of the monostable multivibrator 310 is connected to one end of the resistor 320, and the other end of the resistor 320 is connected to one end of the capacitor 321 and both input ends of the NAND circuit 322. The other end of the capacitor 321 is grounded.

また、NAND回路322の出力端は、単安定マルチバイブレータ320の入力端に接続されている。 Further, the output end of the NAND circuit 322 is connected to the input end of the monostable multivibrator 320.

単安定マルチバイブレータ310の出力が、図12(c)に示すように、時刻T10で“L”から“H”に切り替わると、抵抗320に電流が流れる。この電流は、コンデンサ321に電荷を供給し、コンデンサ321が満充電になるまで流れる。コンデンサ321が満充電になると、抵抗320には電流が流れなくなり、コンデンサ321と抵抗320との接続点の電位が最大値まで上昇する。これに応じて、NAND回路322は出力値を切り替える。 As shown in FIG. 12C, when the output of the monostable multivibrator 310 is switched from “L” to “H” at time T10, a current flows through the resistor 320. This current supplies an electric charge to the capacitor 321 and flows until the capacitor 321 is fully charged. When the capacitor 321 is fully charged, no current flows through the resistor 320, and the potential at the connection point between the capacitor 321 and the resistor 320 rises to the maximum value. In response to this, the NAND circuit 322 switches the output value.

NAND回路322は、上記NAND回路312と同様に、NOT回路として機能する。したがって、NAND回路322の入力端が“H”になると、NAND回路322の出力端は“L”になる。 The NAND circuit 322 functions as a NOT circuit in the same manner as the NAND circuit 312. Therefore, when the input end of the NAND circuit 322 becomes "H", the output end of the NAND circuit 322 becomes "L".

単安定マルチバイブレータ330は、単安定マルチバイブレータ310と同様に、2個のNAND回路331,332と、コンデンサ333と、抵抗334とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ330は、単安定マルチバイブレータ310に対して、コンデンサ333のキャパシタンスと抵抗334の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ330から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。 Like the monostable multivibrator 310, the monostable multivibrator 330 is composed of two NAND circuits 331 and 332, a capacitor 333, and a resistor 334. However, the monostable multivibrator 330 differs from the monostable multivibrator 310 in the capacitance of the capacitor 333 and the resistance value of the resistor 334. That is, the time lengths of the rectangular wave pulses output from the monostable multivibrator 330 are different.

単安定マルチバイブレータ330は、トリガパルスとして、“H”から“L”に立ち下がるものが入力されたときに、つまり、NAND回路322の出力が“H”から“L”に切り替わったときに、動作を開始して、時間長40msの矩形波パルスを出力する(図12(d)参照)。 The monostable multivibrator 330 receives when a trigger pulse that falls from "H" to "L" is input, that is, when the output of the NAND circuit 322 is switched from "H" to "L". The operation is started and a square wave pulse having a time length of 40 ms is output (see FIG. 12 (d)).

しかし、NAND回路322は、単安定マルチバイブレータ310から“H”が出力されたとしても、直ちに“L”を出力しない。これは、NAND回路322は、コンデンサ321のキャパシタンスと抵抗320の抵抗値によって決まるCR時定数に応じた時間だけ遅れてから、“L”を出力するからである。 However, the NAND circuit 322 does not immediately output "L" even if "H" is output from the monostable multivibrator 310. This is because the NAND circuit 322 outputs "L" after being delayed by a time corresponding to the CR time constant determined by the capacitance of the capacitor 321 and the resistance value of the resistor 320.

図12(d)は、単安定マルチバイブレータ330の出力端子335、つまり、図11中、符号“K”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図12(d)には、時刻T10から10msだけ遅延した時刻T11から、単安定マルチバイブレータ330が矩形波パルスの出力を開始する様子が示されている。この遅延時間“10ms”は、商用電源Pの低周波信号の周波数が“50Hz”である場合の半周期に相当し、次の高周波信号についての不検知期間として機能する。このように時間長10msの不検知期間を設けたのは、負荷Lに電源が供給されたときに、チャタリングなどが原因で発生する高周波信号を、直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号と誤判定しないためである。なお、不検知期間の時間長は、“10ms”に限らず、これより長くてもよい。 FIG. 12D shows an example of a rectangular wave pulse output from the output terminal 335 of the monostable multivibrator 330, that is, the position indicated by the reference numeral “K” in FIG. FIG. 12D shows how the monostable multivibrator 330 starts outputting a square wave pulse from time T11, which is delayed by 10 ms from time T10. This delay time "10 ms" corresponds to a half cycle when the frequency of the low frequency signal of the commercial power supply P is "50 Hz", and functions as a non-detection period for the next high frequency signal. The non-detection period with a time length of 10 ms is provided in this way because the high-frequency signal generated due to chattering or the like when power is supplied to the load L is replaced with the high-frequency signal generated due to the series arc discharge. This is because it is not misjudged. The time length of the non-detection period is not limited to "10 ms" and may be longer than this.

単安定マルチバイブレータ330の出力端子335は、NAND回路340の一方の入力端に接続されている。NAND回路340の他方の入力端は、NOT回路93cの出力端に接続されている。そして、NAND回路340の出力端は、単安定マルチバイブレータ70の入力端に接続されている。 The output terminal 335 of the monostable multivibrator 330 is connected to one input end of the NAND circuit 340. The other input end of the NAND circuit 340 is connected to the output end of the NOT circuit 93c. The output end of the NAND circuit 340 is connected to the input end of the monostable multivibrator 70.

NAND回路340は、その2つの入力がいずれも“H”である場合に、“L”を出力し、それ以外の場合は、“H”を出力する。 The NAND circuit 340 outputs "L" when both of the two inputs are "H", and outputs "H" in other cases.

図12(e)は、NAND回路340の出力端、つまり図11中、符号“L”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図12(e)に示すように、NAND回路340は、単安定マルチバイブレータ330が時間長40msの矩形波パルスを出力している間に、NOT回路93cが、時刻T12で矩形波パルスを出力すると、これに同期して“H”から“L”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ70は、動作を開始する。図12(f)は、単安定マルチバイブレータ70の出力端子75、つまり図11中、符号“M”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。なお、単安定マルチバイブレータ70が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。 FIG. 12E shows an example of a rectangular wave pulse output from the output end of the NAND circuit 340, that is, the position indicated by the reference numeral “L” in FIG. As shown in FIG. 12E, in the NAND circuit 340, when the NOT circuit 93c outputs a square wave pulse at time T12 while the monostable multivibrator 330 outputs a square wave pulse having a time length of 40 ms. In synchronization with this, a signal falling from "H" to "L" is output. In response to this, the monostable multivibrator 70 starts operation. FIG. 12 (f) shows an example of a rectangular wave pulse output from the output terminal 75 of the monostable multivibrator 70, that is, the position indicated by the reference numeral “M” in FIG. The rectangular wave pulse output by the monostable multivibrator 70 is for notifying that an arc discharge has occurred.

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置300は、アーク放電検知回路10から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた第1矩形波パルスを生成するとともに、当該第1矩形波パルスをトリガパルスとして、所定の時間長(例えば、20ms)の第2矩形波パルスを生成し、さらに、当該第2矩形波パルスをトリガパルスとして、当該第2矩形波パルスの発生時刻から所定時間(例えば、商用電源Pの半周期である10ms)だけ遅延させて、所定の時間長(例えば、40ms)の第3矩形波パルスを生成し、当該第3矩形波パルスの生成中に、次の高周波信号がアーク放電検知回路10から検知されると、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。 As described above, the arc discharge detection device 300 of the present embodiment has a first square wave corresponding to the waveform width of the voltage waveform based on the voltage waveform corresponding to the high frequency signal detected from the arc discharge detection circuit 10. A wave pulse is generated, a second square wave pulse having a predetermined time length (for example, 20 ms) is generated using the first square wave pulse as a trigger pulse, and further, the second square wave pulse is used as a trigger pulse. A third square wave pulse having a predetermined time length (for example, 40 ms) is generated by delaying the generation time of the second square wave pulse by a predetermined time (for example, 10 ms, which is a half cycle of the commercial power supply P). When the next high-frequency signal is detected from the arc discharge detection circuit 10 during the generation of the third square wave pulse, it is determined that the high-frequency signal is the signal caused by the arc discharge, and it is determined that the arc discharge has occurred. Generates the indicated alarm signal and outputs it to the outside.

そして、上記所定の遅延時間(例えば、10ms)は、次の高周波信号についての不検知期間として機能する。このような不検知期間を設けたのは、負荷Lに電源が供給されたときに、チャタリングなどが原因で発生する高周波信号を、直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号と誤判定しないためである。なお、本実施形態では、不検知期間として、商用電源周波数の半周期に相当する期間を採用しているが、これは、この期間内でチャタリングなどが原因で発生する高周波信号が収束すると推定されるからである。もちろん、この期間内に収束しないのであれば、不検知期間を延ばすようにすればよい。 Then, the predetermined delay time (for example, 10 ms) functions as a non-detection period for the next high frequency signal. The reason why such a non-detection period is provided is that when power is supplied to the load L, the high frequency signal generated due to chattering or the like is not erroneously determined as the high frequency signal generated due to the series arc discharge. Because. In the present embodiment, a period corresponding to a half cycle of the commercial power frequency is adopted as the non-detection period, but it is estimated that the high frequency signal generated due to chattering or the like converges within this period. This is because that. Of course, if it does not converge within this period, the non-detection period may be extended.

このように、本実施形態のアーク放電検知装置300によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路10から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路10から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路10から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 As described above, according to the arc discharge detection device 300 of the present embodiment, after the first high-frequency signal is detected by the arc discharge detection circuit 10 and a predetermined non-detection period elapses, the next high-frequency signal is the arc discharge detection circuit. When detected from 10, the high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and a signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, the high frequency detected by the arc discharge detection circuit 10 A high-frequency signal generated due to an arc discharge can be selected and detected from the signals, thereby preventing erroneous detection of the arc discharge.

(第6実施形態)
本発明の第6実施形態に係るアーク放電検知装置400は、上記第3〜第5実施形態のアーク放電検知装置100,200,300と同様に、構成要素の1つとして、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10を備え、端子対14−14´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置300は、上記第3〜第5実施形態のアーク放電検知装置100,200,300に対して、端子対14−14´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置400を、図13及び図14に基づいて説明する。
(Sixth Embodiment)
The arc discharge detection device 400 according to the sixth embodiment of the present invention has the same as the arc discharge detection devices 100, 200, 300 of the third to fifth embodiments, as one of the components of the first embodiment. The arc discharge detection circuit 10 is provided, and when a voltage is generated in the terminal pair 14-14', it is determined and detected whether or not the voltage is caused by the series arc discharge. However, in the arc discharge detection device 300 of the present embodiment, the voltage generated at the terminal pair 14-14'is a series arc discharge with respect to the arc discharge detection devices 100, 200, 300 of the third to fifth embodiments. The method of determining whether or not it was caused by is different. Hereinafter, the arc discharge detection device 400 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

本実施形態のアーク放電検知装置400も構成上、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に対して、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ81の発光ダイオード81a以前の回路は、上記第3実施形態のアーク放電検知装置100に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置400に含まれる、フォトカプラ81のフォトトランジスタ81b以降の回路中、上記第3〜第5実施形態のアーク放電検知装置100,200,300に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。 Due to the configuration of the arc discharge detection device 400 of the present embodiment, a part of the circuit after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 is different from the arc discharge detection device 100 of the third embodiment. Therefore, as the circuit of the photocoupler 81 before the light emitting diode 81a, the circuit included in the arc discharge detection device 100 of the third embodiment is used as it is. Further, in the circuits after the phototransistor 81b of the photocoupler 81 included in the arc discharge detection device 400 of the present embodiment, the components included in the arc discharge detection devices 100, 200, 300 of the third to fifth embodiments. The same reference numerals are given to the same ones, and the description thereof will be omitted.

図13に示すように、NAND回路222の出力端は、NAND回路410の両入力端に接続され、NAND回路410の出力端は、NAND回路411の一方の入力端に接続されている。また、NAND回路411の他方の入力端には、単安定マルチバイブレータ330の出力端子335が接続されている。そして、NAND回路411の出力端は、単安定マルチバイブレータ70の入力端に接続されている。 As shown in FIG. 13, the output end of the NAND circuit 222 is connected to both input ends of the NAND circuit 410, and the output end of the NAND circuit 410 is connected to one input end of the NAND circuit 411. Further, an output terminal 335 of the monostable multivibrator 330 is connected to the other input end of the NAND circuit 411. The output end of the NAND circuit 411 is connected to the input end of the monostable multivibrator 70.

NAND回路410は、NAND回路222の出力値を反転して出力する。上記第4実施形態において図10(d)を用いて上述したように、単安定マルチバイブレータ210から矩形波パルス(図10(c)参照)が発生中に、接続点Cに矩形波パルスが発生したとき、NAND回路222は“H”から“L”に立ち下がる信号を出力する。したがってこのとき、NAND回路410は、“L”から“H”に立ち上がる信号、つまり接続点Cに発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスを出力する。 The NAND circuit 410 inverts the output value of the NAND circuit 222 and outputs it. As described above with reference to FIG. 10D in the fourth embodiment, a square wave pulse is generated at the connection point C while a rectangular wave pulse (see FIG. 10C) is being generated from the monostable multivibrator 210. At that time, the NAND circuit 222 outputs a signal falling from "H" to "L". Therefore, at this time, the NAND circuit 410 outputs a signal rising from “L” to “H”, that is, a square wave pulse having the same shape as the square wave pulse generated at the connection point C.

図14(f)は、NAND回路410の出力端、つまり図13中、符号“N”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図14(f)に示すように、単安定マルチバイブレータ210から時間長7msの矩形波パルスが出力され、所定の時間(例えば、2ms)遅れて、接続点Hに時間長5msの矩形波パルスが発生しているときに、時刻T3で接続点Cに矩形波パルスが発生すると、NAND回路410から、接続点Cに発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが出力される。 FIG. 14 (f) shows an example of a rectangular wave pulse output from the output end of the NAND circuit 410, that is, the position indicated by the reference numeral “N” in FIG. As shown in FIG. 14 (f), a square wave pulse having a time length of 7 ms is output from the monostable multivibrator 210, and a square wave pulse having a time length of 5 ms is generated at the connection point H with a delay of a predetermined time (for example, 2 ms). If a square wave pulse is generated at the connection point C at time T3 while it is being generated, the NAND circuit 410 outputs a square wave pulse having the same shape as the square wave pulse generated at the connection point C.

NAND回路411は、NAND回路410の出力と単安定マルチバイブレータ330の出力との“NAND”を出力する。つまり、NAND回路411は、NAND回路410の出力がH”であり、かつ単安定マルチバイブレータ330の出力がH”である場合に限って、“L”を出力する。 The NAND circuit 411 outputs "NAND" of the output of the NAND circuit 410 and the output of the monostable multivibrator 330. That is, the NAND circuit 411 outputs "L" only when the output of the NAND circuit 410 is H "and the output of the monostable multivibrator 330 is H".

図14(g)は、NAND回路411の出力端、つまり図13中、符号“O”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図14(g)に示すように、NAND回路411は、単安定マルチバイブレータ330が時間長40msの矩形波パルスを出力している間に、NAND回路410が矩形波パルスを出力すると、これに同期して“H”から“L”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ70は、動作を開始する。図14(h)は、単安定マルチバイブレータ70の出力端子75、つまり図13中、符号“P”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。なお、単安定マルチバイブレータ70が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。 FIG. 14 (g) shows an example of a rectangular wave pulse output from the output end of the NAND circuit 411, that is, the position indicated by the symbol “O” in FIG. As shown in FIG. 14 (g), the NAND circuit 411 synchronizes with the output of the square wave pulse by the NAND circuit 410 while the monostable multivibrator 330 outputs the square wave pulse having a time length of 40 ms. Then, a signal falling from "H" to "L" is output. In response to this, the monostable multivibrator 70 starts operation. FIG. 14H shows an example of a rectangular wave pulse output from the output terminal 75 of the monostable multivibrator 70, that is, the position indicated by the reference numeral “P” in FIG. The rectangular wave pulse output by the monostable multivibrator 70 is for notifying that an arc discharge has occurred.

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置400は、アーク放電検知回路10から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた第1矩形波パルスを生成するとともに、当該第1矩形波パルスをトリガパルスとして、所定の時間長(例えば、20ms)の第2矩形波パルスを生成し、さらに、当該第2矩形波パルスをトリガパルスとして、当該第2矩形波パルスの発生時刻から所定時間(例えば、商用電源Pの半周期である10ms)だけ遅延させて、所定の時間長(例えば、40ms)の第3矩形波パルスを生成し、当該第3矩形波パルスの生成中に、商用電源Pの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることが検出された場合、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。 As described above, the arc discharge detection device 400 of the present embodiment has a first rectangle corresponding to the waveform width of the voltage waveform based on the voltage waveform corresponding to the high frequency signal detected from the arc discharge detection circuit 10. A wave pulse is generated, a second rectangular wave pulse having a predetermined time length (for example, 20 ms) is generated using the first rectangular wave pulse as a trigger pulse, and further, the second rectangular wave pulse is used as a trigger pulse. A third rectangular wave pulse having a predetermined time length (for example, 40 ms) is generated by delaying the generation time of the second rectangular wave pulse by a predetermined time (for example, 10 ms, which is a half cycle of the commercial power supply P). If it is detected during the generation of the third rectangular wave pulse that the number of pulse signals generated within the half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply P is two or more, the high frequency signal is arc-discharged. Is determined to be the cause signal, and an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred is generated and output to the outside.

このように、本実施形態のアーク放電検知装置400によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路10から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路10から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路10から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。 As described above, according to the arc discharge detection device 400 of the present embodiment, after the first high-frequency signal is detected by the arc discharge detection circuit 10 and a predetermined non-detection period elapses, the next high-frequency signal is the arc discharge detection circuit. When detected from 10, the high-frequency signal is determined to be a high-frequency signal caused by arc discharge, and a signal indicating the occurrence of arc discharge is output to the outside. Therefore, the high frequency detected by the arc discharge detection circuit 10 A high-frequency signal generated due to an arc discharge can be selected and detected from the signals, thereby preventing erroneous detection of the arc discharge.

(第7実施形態)
本発明の第7実施形態に係るアーク放電警報装置は、上述した第3〜第6実施形態のアーク放電検知装置100,200,300,400の出力側に警報報知回路110を接続したものである。
(7th Embodiment)
The arc discharge alarm device according to the seventh embodiment of the present invention has an alarm notification circuit 110 connected to the output side of the arc discharge detection devices 100, 200, 300, 400 of the third to sixth embodiments described above. ..

図7、図9、図11及び図13に示すように、アーク放電検知装置100,200,300,400の各出力側には、警報報知回路110が接続されている。警報報知回路110は、単安定マルチバイブレータ70から矩形波パルスが出力されると(図12(f)及び図14(h)参照)、これに応じて警報報知を行う。ここで、警報報知の具体例としては、ブザー等の音による報知、赤色回転灯等の光による報知、バイブレータ等の振動による報知、等が考えられる。つまり、警報は、人が知覚できる態様で報知できれば、どのような態様のものを用いてもよい。 As shown in FIGS. 7, 9, 11 and 13, an alarm notification circuit 110 is connected to each output side of the arc discharge detection devices 100, 200, 300, and 400. When a rectangular wave pulse is output from the monostable multivibrator 70 (see FIGS. 12 (f) and 14 (h)), the alarm notification circuit 110 performs an alarm notification accordingly. Here, as a specific example of the alarm notification, notification by sound such as a buzzer, notification by light such as a red rotating lamp, notification by vibration of a vibrator or the like, and the like can be considered. That is, the alarm may be in any form as long as it can be notified in a form that can be perceived by a person.

このように、本実施形態のアーク放電警報装置によれば、アーク放電が発生すると、アーク放電が発生したことを人に直接知らせてくれるので、人は、アーク放電を原因とする火災などが発生する前に、その予防策を講じることができる。 As described above, according to the arc discharge alarm device of the present embodiment, when an arc discharge occurs, the person directly notifies the person that the arc discharge has occurred, so that the person causes a fire or the like caused by the arc discharge. You can take precautions before you do.

また、警報報知回路110に代えて、商用電源Pの電路を遮断する遮断機を設けるようにしてもよい。これによれば、アーク放電が発生すると、自動的に商用電源Pの電路が遮断されるので、人は、アーク放電を原因とする火災などに対する事前の予防策すら講じる必要がなくなる。 Further, instead of the alarm notification circuit 110, a breaker that cuts off the electric circuit of the commercial power supply P may be provided. According to this, when an arc discharge occurs, the electric circuit of the commercial power supply P is automatically cut off, so that the person does not need to take any precautionary measures against a fire caused by the arc discharge.

(第8実施形態)
図15は、本発明の第8実施形態に係るアーク放電警報装置500の外観を示す斜視図である。
(8th Embodiment)
FIG. 15 is a perspective view showing the appearance of the arc discharge alarm device 500 according to the eighth embodiment of the present invention.

本実施形態のアーク放電警報装置500は、その筐体内に上記第7実施形態のアーク放電警報装置を設け、上記端子Taと上記端子Tbとにそれぞれ接続された2本の電源コード501と、電源コード501の各端部にそれぞれ設けた端子502とを備えている。 The arc discharge alarm device 500 of the present embodiment is provided with the arc discharge alarm device of the seventh embodiment in its housing, and has two power cords 501 connected to the terminal Ta and the terminal Tb, respectively, and a power supply. Each end of the cord 501 is provided with a terminal 502.

端子502は、各家庭内に設けられた分電盤(図示せず)に接続される。 The terminal 502 is connected to a distribution board (not shown) provided in each home.

本実施形態のアーク放電警報装置500によれば、1つの装置で家中の電源ラインの直列アーク放電を検知し、警報することができる。 According to the arc discharge alarm device 500 of the present embodiment, one device can detect and warn the series arc discharge of the power supply line in the house.

(第9実施形態)
図16は、本発明の第9実施形態に係るアーク放電警報装置600,610の外観を示す斜視図である。
(9th Embodiment)
FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of the arc discharge alarm devices 600 and 610 according to the ninth embodiment of the present invention.

本実施形態のアーク放電警報装置600,610はいずれも、各家庭内に設置されているコンセント700に差し込んで使用することができるようにしたものである。 Both the arc discharge alarm devices 600 and 610 of the present embodiment can be used by being plugged into an outlet 700 installed in each home.

アーク放電警報装置600は、上記第8実施形態のアーク放電警報装置500の電源コード501と同様の電源コード601と、電源コード601の端部に設けたコンセントプラグ602とを備えている。 The arc discharge alarm device 600 includes a power cord 601 similar to the power cord 501 of the arc discharge alarm device 500 of the eighth embodiment, and an outlet plug 602 provided at the end of the power cord 601.

一方、アーク放電警報装置610は、筐体にコンセントプラグの刃611を直接設けたものである。 On the other hand, the arc discharge alarm device 610 is provided with the blade 611 of the outlet plug directly provided in the housing.

本実施形態のアーク放電警報装置600,610によれば、電気工事士の資格を有しなくても、商用電源Pの屋内配線EWの線間に本実施形態のアーク放電警報装置600,610を設置することができる。 According to the arc discharge alarm devices 600 and 610 of the present embodiment, the arc discharge alarm devices 600 and 610 of the present embodiment can be installed between the lines of the indoor wiring EW of the commercial power supply P even if the electrician is not qualified. Can be installed.

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
(1)上記各実施形態のアーク放電検知回路及びアーク放電検知装置では、商用電源の電源周波数の半周期に相当する時間(例えば、電源周波数が60Hzであるときには、8ms)を基準に、アーク放電を原因とする高周波信号を検知するようにしたが、これに限られる訳ではない。
(2)上記第3〜第6実施形態のアーク放電検知装置100,200,300,400では、構成要素の1つとして、上記第1実施形態のアーク放電検知回路10を備えるようにしたが、これに代えて、上記第2実施形態のアーク放電検知回路20を備えるようにしてもよい。
(3)上記第3〜第6実施形態のアーク放電検知装置100,200,300,400では、時間長の長い矩形波パルスを発生させるために、単安定マルチバイブレータを用いたが、これに限らず、非安定マルチバイブレータを用いてもよいし、他の回路を用いてもよい。要するに、必要な時間長の矩形波パルスを発生できれば、どのようなものを用いてもよい。
(4)本実施形態のアーク放電検知装置では、アーク放電が発生したことを知らせる信号として、矩形波パルスを用いたが、パルス信号に限らず、正弦波やノコギリ波などの他の形状の信号でもよい。
In carrying out the present invention, the following various modifications are given without being limited to each of the above embodiments.
(1) In the arc discharge detection circuit and the arc discharge detection device of each of the above embodiments, the arc discharge is based on a time corresponding to a half cycle of the power supply frequency of the commercial power supply (for example, 8 ms when the power supply frequency is 60 Hz). I tried to detect high frequency signals caused by, but it is not limited to this.
(2) In the arc discharge detection devices 100, 200, 300, 400 of the third to sixth embodiments, the arc discharge detection circuit 10 of the first embodiment is provided as one of the components. Instead of this, the arc discharge detection circuit 20 of the second embodiment may be provided.
(3) In the arc discharge detection devices 100, 200, 300, 400 of the third to sixth embodiments, a monostable multivibrator is used in order to generate a rectangular wave pulse having a long time length, but the present invention is limited to this. Instead, an unstable multivibrator may be used, or another circuit may be used. In short, any one may be used as long as it can generate a rectangular wave pulse having a required time length.
(4) In the arc discharge detection device of the present embodiment, a square wave pulse is used as a signal for notifying that an arc discharge has occurred, but the pulse signal is not limited to a signal of another shape such as a sine wave or a sawtooth wave. But it may be.

10,20…アーク放電検知回路、
11,21…抵抗、12,22…インダクタ、13,23…コンデンサ、
14,14´,24,24´…出力端子、
30…積分回路、31…ダイオード、
40…コンパレータ、47…オペアンプ、
50,60…電源回路、
70,210,310,330…安定マルチバイブレータ、
80a,80b…ツェナーダイオード、81…フォトカプラ、
81a…発光ダイオード、81b…フォトトランジスタ、
87…トランジスタ、
90a,90b,93a,93b,93c…NOT回路、
100,200,300,400…アーク放電検知装置、
500,600…アーク放電警報装置、
P…商用電源、EW…屋内配線、L…負荷。
10, 20 ... Arc discharge detection circuit,
11,21 ... Resistor, 12,22 ... Inductor, 13,23 ... Capacitor,
14, 14', 24, 24'... Output terminal,
30 ... Integrator circuit, 31 ... Diode,
40 ... Comparator, 47 ... Op Amp,
50, 60 ... Power supply circuit,
70, 210, 310, 330 ... Stable multivibrator,
80a, 80b ... Zener diode, 81 ... Photocoupler,
81a ... light emitting diode, 81b ... phototransistor,
87 ... Transistor,
90a, 90b, 93a, 93b, 93c ... NOT circuit,
100, 200, 300, 400 ... Arc discharge detector,
500, 600 ... Arc discharge alarm device,
P ... Commercial power supply, EW ... Indoor wiring, L ... Load.

Claims (8)

商用電源に接続された電路の線間に並列に接続されるアーク放電検知回路であって、
抵抗とインダクタとコンデンサとからなるRLC回路と、
前記インダクタの両端のそれぞれに設けられた端子からなる端子対と、
を備え、
前記RLC回路のうち、前記コンデンサと前記抵抗とを接続したCR回路は、前記電路に流れる電流が前記商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、当該電流から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として機能し、
前記インダクタは、前記通過手段によって通過された高周波信号成分を電圧波形に変換する変換手段として機能し、
前記端子対は、前記インダクタにより変換された前記電圧波形を外部に出力する外部出力手段として機能し、
前記RLC回路のうち、前記インダクタと前記コンデンサとを接続したLC回路を共振回路として構成することにより、前記共振回路固有の共振周波数周辺の周波数域の高周波信号成分を電圧波形に変換し、当該変換された前記電圧波形を外部に出力する、
ことを特徴とするアーク放電検知回路。
It is an arc discharge detection circuit that is connected in parallel between the lines of the electric circuit connected to the commercial power supply.
An RLC circuit consisting of a resistor, an inductor, and a capacitor,
A terminal pair consisting of terminals provided at both ends of the inductor,
With
Among the RLC circuits, the CR circuit in which the capacitor and the resistor are connected is a circuit in which a high-frequency signal is superimposed on a low-frequency AC signal supplied from the commercial power supply as a current flowing through the electric circuit. It functions as a passing means for selecting and passing high-frequency signal components from the current.
The inductor functions as a conversion means for converting a high-frequency signal component passed by the passing means into a voltage waveform.
The terminal pair functions as an external output means for outputting the voltage waveform converted by the inductor to the outside.
Among the RLC circuits, by configuring an LC circuit in which the inductor and the capacitor are connected as a resonance circuit, a high frequency signal component in the frequency range around the resonance frequency peculiar to the resonance circuit is converted into a voltage waveform, and the conversion is performed. Output the voltage waveform to the outside,
An arc discharge detection circuit characterized by this.
前記LC回路は、直列LC回路であって、
前記RLC回路は、前記直列LC回路に前記抵抗が直列に接続した状態で、前記電路の線間に並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク放電検知回路。
The LC circuit is a series LC circuit.
The RLC circuit is connected in parallel between the lines of the electric circuit with the resistor connected in series to the series LC circuit.
The arc discharge detection circuit according to claim 1.
前記LC回路は、並列LC回路であって、
前記RLC回路は、前記並列LC回路に前記抵抗が直列に接続した状態で、前記電路の線間に並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のアーク放電検知回路。
The LC circuit is a parallel LC circuit.
The RLC circuit is connected in parallel between the lines of the electric circuit with the resistor connected in series to the parallel LC circuit.
The arc discharge detection circuit according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路と、
前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段と、
前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記パルス生成手段によって生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段と、
前記電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段と、
を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
The arc discharge detection circuit according to any one of claims 1 to 3.
An integrating means that integrates the voltage waveform output from the arc discharge detection circuit and generates a voltage waveform according to the waveform width of the integrated voltage waveform.
A pulse generating means that generates a pulse signal having a predetermined voltage value while the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
A potential generating means that generates a potential at a level corresponding to the time length of the pulse signal generated by the pulse generating means within a half cycle of the low-frequency AC signal of the commercial power source.
An alarm signal output means that generates an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred and outputs the alarm signal to the outside when the potential level generated by the potential generation means exceeds a predetermined level.
An arc discharge detection device characterized by having.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路と、
前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段と、
前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記パルス生成手段によって生成されたパルス信号の個数が2つ以上であることを検出する検出手段と、
前記検出手段によって2つ以上のパルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段と、
を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
The arc discharge detection circuit according to any one of claims 1 to 3.
An integrating means that integrates the voltage waveform output from the arc discharge detection circuit and generates a voltage waveform according to the waveform width of the integrated voltage waveform.
A pulse generating means that generates a pulse signal having a predetermined voltage value while the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
A detection means for detecting that the number of pulse signals generated by the pulse generation means is two or more within a half cycle of the low-frequency AC signal of the commercial power source.
An alarm signal output means that generates an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred and outputs the alarm signal to the outside when two or more pulse signals are detected by the detection means.
An arc discharge detection device characterized by having.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路と、
前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第1パルス信号を生成する第1パルス生成手段と、
前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段と、
前記電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、前記第1パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第2パルス信号を生成する第2パルス生成手段と、
前記第2パルス生成手段によって生成された第2パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段によって遅延された第2パルス信号をトリガパルスとして、当該第2パルス信号の時間長より長い時間長の第3パルス信号を生成する第3パルス生成手段と、
前記第3パルス生成手段によって第3パルス信号が発生している間に、前記第1パルス生成手段によって次の第1パルス信号が生成された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段と、
を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
The arc discharge detection circuit according to any one of claims 1 to 3.
An integrating means that integrates the voltage waveform output from the arc discharge detection circuit and generates a voltage waveform according to the waveform width of the integrated voltage waveform.
A first pulse generating means that generates a first pulse signal having a predetermined voltage value while the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
A potential generating means that generates a potential at a level corresponding to the time length of the first pulse signal generated by the first pulse generating means within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power source.
A second pulse generating means that generates a second pulse signal having a predetermined time length longer than the time length of the first pulse signal when the potential level generated by the potential generating means becomes a predetermined level or higher.
A delay means for delaying the second pulse signal generated by the second pulse generation means by a predetermined non-detection time, and a delay means.
A third pulse generating means that generates a third pulse signal having a time length longer than the time length of the second pulse signal by using the second pulse signal delayed by the delay means as a trigger pulse.
An alarm signal indicating that an arc discharge has occurred when the next first pulse signal is generated by the first pulse generating means while the third pulse signal is being generated by the third pulse generating means. Signal output means for alarm that generates and outputs to the outside,
An arc discharge detection device characterized by having.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のアーク放電検知回路と、
前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第1パルス信号を生成する第1パルス生成手段と、
前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号の個数が2つ以上であることを検出する検出手段と、
前記第1パルス生成手段によって生成された第1パルス信号をトリガパルスとして、当該第1パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第2パルス信号を生成する第2パルス生成手段と、
前記第2パルス生成手段によって生成された第2パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段によって遅延された第2パルス信号をトリガパルスとして、当該第2パルス信号の時間長より長い時間長の第3パルス信号を生成する第3パルス生成手段と、
前記第3パルス生成手段によって第3パルス信号が発生している間に、前記検出手段によって2つ以上の第1パルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段と、
を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
The arc discharge detection circuit according to any one of claims 1 to 3.
An integrating means that integrates the voltage waveform output from the arc discharge detection circuit and generates a voltage waveform according to the waveform width of the integrated voltage waveform.
A first pulse generating means that generates a first pulse signal having a predetermined voltage value while the voltage waveform generated by the integrating means is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
A detection means for detecting that the number of first pulse signals generated by the first pulse generation means is two or more within a half cycle of the low frequency AC signal of the commercial power supply.
A second pulse generating means that generates a second pulse signal having a predetermined time length longer than the time length of the first pulse signal by using the first pulse signal generated by the first pulse generating means as a trigger pulse.
A delay means for delaying the second pulse signal generated by the second pulse generation means by a predetermined non-detection time, and a delay means.
A third pulse generating means that generates a third pulse signal having a time length longer than the time length of the second pulse signal by using the second pulse signal delayed by the delay means as a trigger pulse.
When two or more first pulse signals are detected by the detection means while the third pulse signal is being generated by the third pulse generation means, an alarm signal indicating that an arc discharge has occurred is generated. Alarm signal output means to generate and output to the outside,
An arc discharge detection device characterized by having.
前記積分手段は、前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形のうち、正側の電圧波形を積分することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載のアーク放電検知装置。
The arc discharge detection device according to any one of claims 4 to 7, wherein the integrating means integrates a voltage waveform on the positive side of the voltage waveform output from the arc discharge detection circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113504426A (en) * 2021-09-10 2021-10-15 中国电力科学研究院有限公司 Device and method for testing inductive discharge anti-interference capability of intelligent equipotential operation equipment
CN116819264A (en) * 2022-03-25 2023-09-29 固赢科技(深圳)有限公司 Voltage arc detection circuit and control method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001045652A (en) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Works Ltd Arc detector
JP2003139814A (en) * 2001-08-24 2003-05-14 Eaton Corp Apparatus for detecting arc discharge and over current in d.c. electrical system subject to periodic disturbance
JP2006038688A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Motor coil interturn partial discharge measurement apparatus
JP2017173008A (en) * 2016-03-22 2017-09-28 日東工業株式会社 Discharge accident detection system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001045652A (en) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Works Ltd Arc detector
JP2003139814A (en) * 2001-08-24 2003-05-14 Eaton Corp Apparatus for detecting arc discharge and over current in d.c. electrical system subject to periodic disturbance
JP2006038688A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Motor coil interturn partial discharge measurement apparatus
JP2017173008A (en) * 2016-03-22 2017-09-28 日東工業株式会社 Discharge accident detection system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113504426A (en) * 2021-09-10 2021-10-15 中国电力科学研究院有限公司 Device and method for testing inductive discharge anti-interference capability of intelligent equipotential operation equipment
CN116819264A (en) * 2022-03-25 2023-09-29 固赢科技(深圳)有限公司 Voltage arc detection circuit and control method thereof

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