JP2022052365A - 電気設備の過熱検出装置、及び、電気設備の過熱検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的な過熱を十分に捉えられなくても、過熱発生を正確に判断できる。【解決手段】電気設備の過熱検出装置１は、監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサ３と、赤外線アレイセンサ３が検知した各区分の温度から温度上昇値を算出する温度上昇値算出部２２と、閾値を決定するための所定期間中に繰り返し取得した温度上昇値の最大値に基づいて閾値を算出する閾値算出部２４と、監視期間中に温度上昇値と閾値とを比較して電気設備の過熱を検知する過熱検知部２３を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電気設備の過熱検出装置、及び、電気設備の過熱検出方法に関する。

電気設備の経年劣化を判定するための過熱検出装置（温度監視装置）が特許文献１に開示されている。本従来技術の過熱検出装置は、監視対象領域をマトリクス状に区分し、赤外線強度から各区分の温度を検出する赤外線アレイセンサ（赤外線受光装置）を備えている。本従来技術の過熱検出装置は、これによって監視対象領域の各区分の温度を取得し、電気設備の監視対象領域における過熱の発生を検出する。

実用新案登録第３２１０７０６号公報（平成２９年６月１日発行）

しかしながら、特許文献１の過熱検出装置では、各区分に対応する、赤外線アレイセンサの検出部のそれぞれの画素が受光する赤外線強度に応じて、各区分の温度が検出される。電気設備の過熱している部分が区分内の局所的な領域であると、各区分内における平均的な温度が各区分の温度として取得されるために、過熱に対する検出感度が鈍くなる、あるいは過熱と判断するための閾値の設定が困難となるという問題があった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる電気設備の過熱検出装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電気設備の過熱検出装置は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部と、前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備えることを特徴とする。

本発明の別の一態様に係る電気設備の過熱検出装置は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出する閾値算出部と、前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る電気設備の過熱検出方法は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて閾値を算出するステップと、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の別の一態様に係る電気設備の過熱検出方法は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出するステップと、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の各態様に係る過熱検出装置は、コンピュータを用いて実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記過熱検出装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記過熱検出装置をコンピュータを用いて実現させる過熱検出装置の過熱検出制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の上記いずれかの態様の電気設備の過熱検出装置または電気設備の過熱検出方法によれば、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる。

本発明の実施形態１に係る過熱検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置が電気設備の監視を行う時の、赤外線アレイセンサと監視対象領域を示す図である。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置の監視対象領域の区分を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。閾値算出処理を示す。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。サブルーチンである温度上昇値算出処理を示す。 本発明の実施形態１に係る過熱検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。過熱検出処理を示す。 本発明の実施形態２に係る過熱検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。閾値算出処理を示す。 本発明の実施形態２に係る過熱検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。過熱検出処理を示す。

〔実施形態１〕
以下に図１～７を用いて本発明の一実施形態が、詳細に説明される。実施形態１に係る過熱検出装置１は、電気設備１２等について設定される監視対象領域１１の監視を行う装置である。過熱検出装置１は、監視対象領域１１内の少なくとも一部の領域において過熱が生じていれば、それを検出して報知する。

＜過熱検出装置の構成＞
図１は実施形態１に係る過熱検出装置１の概略構成を示すブロック図である。過熱検出装置１は、演算部２と、赤外線アレイセンサ３と、通信部４とを備える。赤外線アレイセンサ３は、監視対象領域１１をマトリクス状に区分し、各区分Ｇｎの温度Ｔｎを検出する装置である。ここで各区分Ｇｎの符号ｎは区分のインデックスを示す。

赤外線アレイセンサ３は、各区分Ｇｎから放射される遠赤外線（熱線）をそれぞれ受光する複数の画素が設けられた、検出部を有する。赤外線アレイセンサ３は、各画素が受光した赤外線量から、各区分Ｇｎの温度Ｔｎを算出して出力する。以下では、赤外線アレイセンサ３の具体例として、監視対象領域を８×８のマトリクス状に区分して温度検出できる６４画素の赤外線アレイセンサを用いた場合が例示されて説明される。

図１に示されるように、演算部２には、読出部２１、温度上昇値算出部２２、過熱検知部２３、閾値算出部２４、及び制御部２５の各機能ブロックが設けられている。読出部２１は、赤外線アレイセンサ３にアクセスし、赤外線アレイセンサ３が検出した各区分Ｇｎの温度Ｔｎを読み出す機能ブロックである。

温度上昇値算出部２２は、読出部２１が読み出した各区分Ｇｎの温度Ｔｎから、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを算出する機能ブロックである。過熱検知部２３は、他の機能ブロックと共同して過熱検知処理を実行する機能ブロックである。閾値算出部２４は、他の機能ブロックと共同して閾値算出処理を実行する機能ブロックである。制御部２５は、これらの各機能ブロックを統括して制御する機能ブロックである。これら各機能ブロックの機能については、後述の過熱検出装置１の動作の説明において、更に詳細に説明される。

通信部４は、外部機器９０との間の通信を行う通信インターフェースである。ここで外部機器９０は通常、監視対象の電気設備１２の設置現場からは隔離されて設置される。通信部４は、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等のネットワークを介して外部機器９０との通信を行うものであってもよい。外部機器９０またはネットワークへの接続は、有線方式であってもよいし、無線方式であってもよい。

＜過熱検出装置のハードウェア構成＞
図２は、実施形態１に係る過熱検出装置１のハードウェア構成を示す。図２においては特に、図１に示される各機能ブロックで構成される演算部２を実現するためのハードウェア構成が展開されて示されている。

図２に示されるように、演算部２には、ＣＰＵ５（Central Processing Unit）と不揮発性メモリ６と、メモリ８とが設けられている。不揮発性メモリ６には、ＣＰＵ５が読み取って実行することで、演算部２の各機能を実現するソフトウェアである制御プログラム７が格納されている。

メモリ８には、演算部２が取得した各種情報、ＣＰＵ５が制御プログラム７を実行するに当たって必要となる展開された制御プログラム７の少なくとも一部が、一時的または長期的に保存され得る。またあるいは、メモリ８には、ＣＰＵ５が制御プログラム７を実行するに当たって必要となるその他のデータ、ＣＰＵ５が制御プログラム７を実行することにより算出された各種情報が、一時的または長期的に保存され得る。

＜監視対象領域＞
図３は、赤外線アレイセンサ３を用いて過熱検出装置１が電気設備１２の監視対象領域１１を監視する様子を示す図である。図示されるように、実施形態１では、電気設備１２がブスバー１３を備えており、監視対象領域１１は、ブスバー１３の締結部１４を含む領域に設定されている具体例が示される。すなわち、以下では、ブスバー１３の締結部１４がゆるみ、締結部１４の抵抗が上昇していないか、あるいは、異常電流によって異常な過熱を発生させていることがないかを監視する例が示される。

図４は、赤外線アレイセンサ３の検出部の各画素に対応する、監視対象領域１１の区分１５を示す。上述の通り監視対象領域１１は８×８のマトリクス状に区分されている。ここで各区分１５を記号Ｇｎ（ｎ：１～６４）で表すこととする。赤外線アレイセンサ３は、監視対象領域１１の各区分Ｇｎのそれぞれの温度Ｔｎを出力する。

区分１５のうちのいくつかは、監視対象としているブスバー１３から外れている。図４においては、区分Ｇ１～Ｇ８、区分Ｇ５７～Ｇ６４が、ブスバー１３から外れている区分である。赤外線アレイセンサ３は、これらの区分１５については、電気設備１２の隔壁、盤面、あるいは筐体等の温度を検出することとなる。

＜過熱検出装置の動作＞
過熱検出装置１は、通信部４を通じて受信する外部機器９０からの指示に基づいて、閾値算出処理（閾値Ｋを算出するステップ）または過熱監視処理（電気設備の過熱を検知するステップ）を実行する。

過熱監視処理は、過熱検出装置１が、電気設備１２での過熱の発生の監視を行う動作である。閾値算出処理は、過熱検出装置１が過熱監視処理を行うに当たり、過熱の判定基準として用いる閾値Ｋを算出する動作である。なお過熱検出装置１は、閾値算出処理が実行された後には、引き続き自動的に過熱監視処理が実行されるように構成されていてもよい。以下では、それぞれの処理が詳細に説明される。

＜閾値算出処理＞
図５は、実施形態１に係る過熱検出装置１が実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。演算部２の制御部２５は、通信部４を通じて、外部機器９０から閾値算出処理を実行する旨の指示を受信すると、演算部２の各部を制御して、過熱検出装置１に閾値算出処理を開始させる。

ステップＳ１０１：閾値算出処理が開始されると、閾値算出部２４が、始めに開始時刻を取得する。

ステップＳ１０２：続いて、過熱検出装置１は、温度上昇値算出処理を実行する。温度上昇値算出処理は、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを算出する処理（サブルーチン）であり、その内容については後述する。ステップＳ１０２の繰り返し回数のインデックスをｉで示す。

ステップＳ１０３：続いて、閾値算出部２４は、開始時刻から所定期間、例えば２週間が経過したか否かを判断する。ここで所定期間とは、過熱検出装置１が閾値Ｋを定めるために電気設備１２の観察を行う、予め定められた期間である。２週間を経過したと判断される場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、フローは、ステップＳ１０５に進む。それ以外の場合（Ｓ１０３でＮＯ）、フローはステップＳ１０４に進む。

なお、所定期間の２週間は例示であり、これのみに限定されるものではない。しかし、電気設備１２の電力負荷は曜日ごとに類似のパターンとなる傾向があるので、閾値Ｋを決定するための期間は１週間以上とすることが好ましい。

ステップＳ１０４：閾値算出部２４は、直近の温度上昇値算出処理から所定時間、例えば１時間が経過したか否かを判断する。ここで所定時間とは、閾値算出処理において過熱検出装置１が温度上昇値ΔＴｎを算出する繰り返し周期である。なお、所定時間の１時間は例示であり、これのみに限定されるものではない。

１時間経過したと判断される場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、フローは、ステップＳ１０２に戻る。過熱検出装置１が再度、温度上昇値算出処理を実行するためである。それ以外の場合（Ｓ１０４でＮＯ）、フローはステップＳ１０３に戻る。所定時間経過するまで過熱検出装置１が待機するためである。

ステップＳ１０５：開始時刻から所定期間経過すると、フローはステップＳ１０５に至る。閾値算出部２４は、各区分Ｇｎ（ｎ：１～６４）の繰り返し取得した温度上昇値ΔＴｎ（ｉ）の中から、最大値を最大温度上昇値ΔＴｍａｘとして算出する。

ステップＳ１０６：続いて、閾値算出部２４は閾値Ｋを、関係式Ｋ＝Ａ×ΔＴｍａｘ＋Ｂから算出する。ここで、尤度係数Ａは、１以上の係数であり、１から２程度が特に好ましい。また定数Ｂは赤外線アレイセンサ３における温度の測定誤差を見込んだ０以上の定数である。定数Ｂは０から５℃程度が特に好ましい。次に閾値算出処理のフローは終了する。

＜温度上昇値算出処理（サブルーチン）＞
図６は、温度上昇値算出処理（温度上昇値算出サブステップ）のサブルーチンを示すフローチャートである。以下に、図６のフローチャートに沿って、温度上昇値算出処理を説明する。

ステップＳＴ１：読出部２１が、赤外線アレイセンサ３が検出した各区分Ｇｎの温度Ｔｎ（ｎ：１～６４）を取得する。

ステップＳＴ２：続いて、温度上昇値算出部２２が、読出部２１が取得した各区分Ｇｎの温度Ｔｎのうち、下位の温度５個を抽出する。すると通常は、図４において、ブスバー１３から外れており、電気設備１２の隔壁、盤面、筐体等に当たる区分Ｇ１～Ｇ８、Ｇ５７～Ｇ６４の中から、これらの温度が抽出されることとなる。

ステップＳＴ３：続いて、温度上昇値算出部２２が、抽出された下位５個の温度の平均値を算出し、基準温度Ｔａとする。なお、上記抽出数は例示であり、５個に限定されるものではない。抽出数は、監視対象領域１１の区分１５の数、すなわち赤外線アレイセンサ３の画素数の５％～２０％の範囲内であることが好ましい。

ステップＳＴ４：続いて、温度上昇値算出部２２が、各区分Ｇｎにおいて、温度Ｔｎから基準温度Ｔａを減算した値を、温度上昇値ΔＴｎ（ｎ：１～６４）として算出する。すなわち、関係式ΔＴｎ＝Ｔｎ－Ｔａより、温度上昇値ΔＴｎを算出する。すると、雰囲気温度に近い温度であると考えられる、電気設備１２の隔壁、盤面、筐体等の通常発熱しない箇所を基準とした、各区分Ｇｎの温度上昇値が算出されることとなる。次に温度上昇値算出処理のフロー（サブルーチン）は終了する。

＜過熱監視処理＞
図７は、実施形態１に係る過熱検出装置１が実行する過熱監視処理を示すフローチャートである。演算部２の制御部２５は、通信部４を通じて、外部機器９０から過熱監視処理を実行する旨の指示を受信すると、演算部２の各部を制御して、過熱検出装置１に過熱監視処理を開始させる。

ステップＳ２０１：過熱監視処理が開始されると、過熱検知部２３が、閾値Ｋが未だ算出されておらず、未設定であるか否かを判断する。閾値Ｋが未設定と判断される場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、フローはステップＳ２０２に進む。それ以外の場合（Ｓ２０１でＮＯ）、フローはステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０２：過熱検知部２３は、通信部４を通じて、外部機器９０に閾値Ｋが未設定である旨報知する。閾値Ｋが未設定であると、過熱監視処理が実行できないためである。次に過熱監視処理のフローは終了する。

ステップＳ２０３：過熱検出装置１は、温度上昇値算出処理を実行する。温度上昇値算出処理は、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを算出する、図６を用いて説明された上述の処理（サブルーチン）である。

ステップＳ２０４：続いて、過熱検知部２３は各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎ（ｎ：１～６４）を、閾値Ｋと比較する。各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎの中に、閾値Ｋ以上のものがあった場合、すなわちΔＴｎ≧Ｋを満たすものがあった場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、フローはステップＳ２０５に進む。それ以外の場合（Ｓ２０４でＮＯ）、フローはステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０５：過熱検知部２３は、過熱が発生していると判断する。閾値Ｋ以上の温度上昇が認められたからである。次にフローはステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０６：過熱検知部２３は、過熱が発生していないと判断する。閾値Ｋ以上の温度上昇は認められなかったからである。次にフローはステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７：過熱検知部２３は、通信部４を通じて判断結果を外部機器９０に報知する。

ステップＳ２０８：続いて、過熱検知部２３は、外部機器９０からの過熱監視処理を停止する旨の指示を、通信部４を通じて受信していないか否かを判断する。受信していると判断される場合（Ｓ２０８でＹＥＳ）、次に過熱監視処理のフローは終了する。それ以外の場合（Ｓ２０８でＮＯ）、フローはステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９：過熱検知部２３は、直近の温度上昇値算出処理から、所定時間経過したか否かを判断する。ここで所定時間とは、過熱監視処理において、過熱の検出を試みる監視の間隔である。所定時間は、例えば５分であり得る。

所定時間経過したと判断される場合（Ｓ２０９でＹＥＳ）、フローはステップＳ２０３に戻る。再度、温度上昇値算出処理以下の処理を繰り返すためである。それ以外の場合（Ｓ２０９でＮＯ）、フローはステップＳ２０８に戻る。所定時間経過するまで過熱検出装置１が待機するためである。

＜事例＞
閾値算出処理の所定期間、すなわち学習期間を２週間とし、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを観察したところ、その最大値である最大温度上昇値ΔＴｍａｘは５℃であった。尤度係数Ａを２、定数Ｂを０として、閾値Ｋを１０℃に設定した。

この場合、監視時において温度上昇値ΔＴｎが異常と判断される閾値Ｋと等しい時に、ブスバー１３に通常稼動状態での最大温度上昇値ΔＴｍａｘの場合の２倍の発熱量があることに対応する。発熱量は抵抗値に比例するため、温度上昇が締結部１４の緩みなどによる接触抵抗の上昇によるものである場合、接触抵抗が概略２倍程度となると、過熱と判断される。また、発熱量は電流の２乗に比例するため、温度上昇が異常電流によるものである場合、ブスバー１３に通常稼動状態の１．４倍以上の電流が流れると、過熱と判断されることとなる。

＜作用・効果＞
実施形態１の過熱検出装置によれば、監視対象領域１１の各区分Ｇｎにおける温度上昇値ΔＴｎが算出される。その基準となる基準温度Ｔａは、赤外線アレイセンサ３が検出した温度Ｔｎのうちの下位のデータから算出されるため、監視対象領域１１周囲の雰囲気温度に近い温度である。

よって、雰囲気温度の変動があった場合でも、電気設備１２の過熱を正確に捉えることができる。また、雰囲気温度の変動を検知するために、赤外線アレイセンサ３とは別途の検出手段を用いる必要が無い。

赤外線アレイセンサでは、監視対象領域の各区分における平均的な温度が検出されることとなる。そのため、電気設備の過熱している部分が区分内における局所的な領域であると、各区分内の平均的な温度が各区分の温度として取得されるために、このような局所的な過熱に対する検出感度が鈍くなってしまう。あるいは過熱と判断するための閾値の設定が困難となる。

従来技術において、局所的な過熱を検出するために、１台の赤外線アレイセンサが受け持つ監視対象領域を狭くすると、電気設備の所要の領域を監視するための赤外線アレイセンサがより多く必要となる。あるいは、局所的な過熱を検出するために、監視対象領域の区分数が多い赤外線受光装置を用いることにすると、赤外線アレイセンサが高価となる。また、従来技術において、電気設備の所要の領域を監視するためのトータルの区分の数を増やすことは、そのデータ処理のための演算能力をより多く要しコスト増大がもたらされる。

しかし、実施形態１の過熱検出装置１によれば、閾値Ｋを決定するための所定期間中に、電気設備１２の監視対象領域１１の各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを繰り返し取得し、その最大の温度上昇値ΔＴｍａｘに基づいて閾値Ｋを算出する。

このように、監視対象の電気設備１２の通常運用時の温度上昇値ΔＴｎを基に定められた閾値Ｋとの比較によって、異常な温度上昇値が検出された場合に過熱と判断するため、局所的な過熱であっても適切に検出できる。よって、監視対象領域１１の区分数をいたずらに増加させる必要が無く、低コストで適正に過熱の検出ができる。

また、閾値Ｋは、複数の区分１５に対して１つの値だけ設定されているため、演算能力の低い低コストのＣＰＵ５を用いて過熱検出装置１を構成することが可能である。なお、総合的なコストの観点から、赤外線アレイセンサ３の画素数は１００以下であることが望ましい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

実施形態１に係る過熱検出装置１では、閾値Ｋは、監視対象領域１１の各区分Ｇｎ共通に、１つの値が定められた。実施形態２に係る過熱検出装置１では、閾値Ｋｎ（ｎ＝１～６４）が、各区分Ｇｎ毎に定められる。実施形態２に係る過熱検出装置１は、閾値算出処理と、過熱監視処理の動作が実施形態１に係る過熱検出装置１と異なる他は、同様である。以下では、実施形態２における閾値算出処理と過熱監視処理が説明される。

＜閾値算出処理＞
図８は、実施形態２に係る過熱検出装置１が実行する閾値算出処理を示すフローチャートである。演算部２の制御部２５は、通信部４を通じて、外部機器９０から閾値算出処理を実行する旨の指示を受信すると、演算部２の各部を制御して、過熱検出装置１に閾値算出処理を開始させる。

ステップＳ３０１：閾値算出処理が開始されると、閾値算出部２４が、始めに開始時刻を取得する。

ステップＳ３０２：続いて、過熱検出装置１は、温度上昇値算出処理を実行する。温度上昇値算出処理は、図６を用いて説明された、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを算出する処理（サブルーチン）である。ステップＳ３０２の繰り返し回数のインデックスをｉで示す。

ステップＳ３０３：続いて、閾値算出部２４は、開始時刻から所定期間、例えば２週間が経過したか否かを判断する。ここで所定期間とは、過熱検出装置１が閾値Ｋｎを定めるために電気設備１２の観察を行う、予め定められた期間である。２週間を経過したと判断される場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、フローは、ステップＳ３０５に進む。それ以外の場合（Ｓ３０３でＮＯ）、フローはステップＳ３０４に進む。

なお、所定期間の２週間は例示であり、これのみに限定されるものではない。しかし、電気設備１２の電力負荷は曜日ごとに類似のパターンとなる傾向があるので、閾値Ｋｎを決定するための期間は１週間以上とすることが好ましい。

ステップＳ３０４：閾値算出部２４は、直近の温度上昇値算出処理から所定時間、例えば１時間が経過したか否かを判断する。ここで所定時間とは、閾値算出処理において過熱検出装置１が温度上昇値ΔＴｎを算出する繰り返し周期である。なお、所定時間の１時間は例示であり、これのみに限定されるものではない。

１時間経過したと判断される場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、フローは、ステップＳ３０２に戻る。過熱検出装置１が再度、温度上昇値算出処理を実行するためである。それ以外の場合（Ｓ３０４でＮＯ）、フローはステップＳ３０３に戻る。所定時間経過するまで過熱検出装置１が待機するためである。

ステップＳ３０５：開始時刻から所定期間経過すると、フローはステップＳ３０５に至る。閾値算出部２４は、各区分Ｇｎについて、繰り返し取得した温度上昇値ΔＴｎ（ｉ）の中から最大値を、それぞれの区分Ｇｎにおける最大温度上昇値ΔＴｍａｘｎ（ｎ：１～６４）として算出する。

ステップＳ３０６：続いて、閾値算出部２４は各区分Ｇｎについて、閾値Ｋｎ（ｎ：１～６４）を、関係式Ｋｎ＝Ａ×ΔＴｍａｘｎ＋Ｂから算出する。ここで、尤度係数Ａは、１以上の係数であり、１から２程度が特に好ましい。また定数Ｂは赤外線アレイセンサ３における温度の測定誤差を見込んだ０以上の定数である。定数Ｂは０から５℃程度が特に好ましい。次に閾値算出処理のフローは終了する。

＜過熱監視処理＞
図９は、実施形態２に係る過熱検出装置１が実行する過熱監視処理を示すフローチャートである。演算部２の制御部２５は、通信部４を通じて、外部機器９０から過熱監視処理を実行する旨の指示を受信すると、演算部２の各部を制御して、過熱検出装置１に過熱監視処理を開始させる。

ステップＳ４０１：過熱監視処理が開始されると、過熱検知部２３が、閾値Ｋｎが未だ算出されておらず、未設定であるか否かを判断する。閾値Ｋｎが未設定と判断される場合（Ｓ４０１でＹＥＳ）、フローはステップＳ４０２に進む。それ以外の場合（Ｓ４０１でＮＯ）、フローはステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０２：過熱検知部２３は、通信部４を通じて、外部機器９０に閾値Ｋｎが未設定である旨報知する。閾値Ｋｎが未設定であると、過熱監視処理が実行できないためである。次に過熱監視処理のフローは終了する。

ステップＳ４０３：過熱検出装置１は、温度上昇値算出処理を実行する。温度上昇値算出処理は、各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎを算出する、図６を用いて説明された上述の処理（サブルーチン）である。

ステップＳ４０４：続いて、過熱検知部２３は各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎ（ｎ：１～６４）を、それぞれの閾値Ｋｎと比較する。各区分Ｇｎの温度上昇値ΔＴｎの中に、閾値Ｋｎ以上のものがあった場合、すなわちΔＴｎ≧Ｋｎを満たすものがあった場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、フローはステップＳ４０５に進む。それ以外の場合（Ｓ４０４でＮＯ）、フローはステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０５：過熱検知部２３は、過熱が発生していると判断する。閾値Ｋｎ以上の温度上昇が認められたからである。次にフローはステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０６：過熱検知部２３は、過熱が発生していないと判断する。閾値Ｋｎ以上の温度上昇は認められなかったからである。次にフローはステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０７：過熱検知部２３は、通信部４を通じて判断結果を外部機器９０に報知する。

ステップＳ４０８：続いて、過熱検知部２３は、外部機器９０からの過熱監視処理を停止する旨の指示を、通信部４を通じて受信していないか否かを判断する。受信していると判断される場合（Ｓ４０８でＹＥＳ）、次に過熱監視処理のフローは終了する。それ以外の場合（Ｓ４０８でＮＯ）、フローはステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０９：過熱検知部２３は、直近の温度上昇値算出処理から、所定時間経過したか否かを判断する。ここで所定時間とは、過熱監視処理において、過熱の検出を試みる監視の間隔である。所定時間は、例えば５分であり得る。

所定時間経過したと判断される場合（Ｓ４０９でＹＥＳ）、フローはステップＳ４０３に戻る。再度、温度上昇値算出処理以下の処理を繰り返すためである。それ以外の場合（Ｓ４０９でＮＯ）、フローはステップＳ４０８に戻る。所定時間経過するまで過熱検出装置１が待機するためである。

＜作用・効果＞
実施形態２に係る過熱検出装置１では、電気設備１２に過熱が発生しているかを判断する閾値Ｋｎは、監視対象領域１１の各区分Ｇｎ毎に定められている。そのため、実施形態２に係る過熱検出装置１では、実施形態１の場合と比較してより適切に、過熱の発生の有無を判定することができるようになる。

また従来技術においては、区分内における局所的な過熱箇所の大きさによって、区分内で異常箇所の温度が平均化される度合いも異なる。そのため、異常過熱と判断すべき温度の閾値を決定することは困難であった。しかし、本実施形態においては、機械的に各区分についての閾値Ｋｎが決定でき、閾値設定の困難さが低減される。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電気設備の過熱検出装置は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部と、前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備える。

上記構成によれば、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる電気設備の過熱検出装置を実現することができる。

本発明の態様２に係る電気設備の過熱検出装置は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出する閾値算出部と、前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備える。

上記構成によれば、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる電気設備の過熱検出装置を実現することができる。

本発明の態様３に係る電気設備の過熱検出装置は、上記態様１または２において、前記閾値算出部は、前記最大値に１以上の尤度係数を乗じて０以上の定数を加えた値を、前記閾値とする構成を備えていてもよい。上記構成によれば、電気設備の異常過熱を判断する閾値を適切に設定することができる。

本発明の態様４に係る電気設備の過熱検出装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記温度上昇値算出部は、前記各区分の前記温度のうちの下位所定数の平均値を基準温度とし、前記各区分の温度から前記基準温度を減算した値を、前記各区分それぞれの温度上昇値とする構成を備えていてもよい。上記構成によれば、電気設備の異常過熱を判断するための各区分の温度上昇値を適切に算出することができる。

本発明の態様５に係る電気設備の過熱検出装置は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記赤外線アレイセンサについての前記区分の数は、１００以下である構成を備えていてもよい。上記構成によれば、電気設備の過熱検出装置において、演算処理の負担を軽減することができる。

本発明の態様６に係る電気設備の過熱検出装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、外部機器に対し、前記電気設備の過熱の発生を報知する通信部を、更に備える構成を備えていてもよい。上記構成によれば、電気設備の過熱検出装置において、外部の表示端末装置に、電気設備の異常過熱を報知できるので、遠隔での監視が可能となる。

本発明の態様７に係る電気設備の過熱検出方法は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて閾値を算出するステップと、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備える。

上記構成によれば、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる電気設備の過熱検出装置を実現することができる。

本発明の態様８に係る電気設備の過熱検出方法は、電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出するステップと、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備える。

上記構成によれば、赤外線アレイセンサが区分内の局所的な過熱を十分に捉えられていなくても、過熱の発生を正確に判断することができる電気設備の過熱検出装置を実現することができる。

＜付記事項＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

上述した各実施形態において、外部機器９０は、管理者等の携帯端末であり、過熱検出装置１から外部機器への報知は、メール等の手段によって実行されてもよい。

上記の各実施形態では、過熱検出装置１は、通信部４を介して外部機器９０から指示を受け付け、また外部機器９０に監視の結果を送信する例が示された。しかし、過熱検出装置１自体が、管理者等からの指示を直接受け付ける入力部を備えていてもよい。また、過熱検出装置１自体が、監視の結果あるいはその他の各種情報を管理者等に直接報知する報知部を備えていてもよい。この場合、報知部は、ランプ表示、鳴動音、音声または画像表示のいずれかの手段により、監視の結果を管理者等に報知するものであってもよい。

過熱検出装置１の演算部２は、必ずしも監視対象の電気設備１２の近傍に設置される必要は無く、遠隔に設置されるものであってもよい。この場合、赤外線アレイセンサ３の温度Ｔｎのデータは、赤外線アレイセンサ３近傍の装置で一旦ロギングされ、遠隔に設置された演算部２によって、巡回等の方法によって収集されて、過熱の判断が行われる構成であってもよい。

１ 過熱検出装置
２ 演算部
２１ 読出部
２２ 温度上昇値算出部
２３ 過熱検知部
２４ 閾値算出部
２５ 制御部
３ 赤外線アレイセンサ
４ 通信部
５ ＣＰＵ
６ 不揮発性メモリ
７ 制御プログラム
８ メモリ
１１ 監視対象領域
１２ 電気設備
１３ ブスバー
１４ 締結部
１５ 区分

Claims (8)

1. 電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、
   前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、
   前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、
   閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部と、
   前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備えることを特徴とする、電気設備の過熱検出装置。
2. 電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサと、
   前記赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度を取得する読出部と、
   前記各区分の前記温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、
   閾値を決定するための所定期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出する閾値算出部と、
   前記電気設備の監視期間中に、前記各区分の前記温度上昇値を取得し、前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知する過熱検知部と、を備えることを特徴とする、電気設備の過熱検出装置。
3. 前記閾値算出部は、
   前記最大値に１以上の尤度係数を乗じて０以上の定数を加えた値を、前記閾値とすることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気設備の過熱検出装置。
4. 前記温度上昇値算出部は、
   前記各区分の前記温度のうちの下位所定数の平均値を基準温度とし、前記各区分の温度から前記基準温度を減算した値を、前記各区分それぞれの温度上昇値とすることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気設備の過熱検出装置。
5. 前記赤外線アレイセンサについての前記区分の数は、１００以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気設備の過熱検出装置。
6. 外部機器に対し、前記電気設備の過熱の発生を報知する通信部を、更に備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気設備の過熱検出装置。
7. 電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、
   所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、その最大値に基づいて閾値を算出するステップと、
   前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備えることを特徴とする、電気設備の過熱検出方法。
8. 電気設備の監視対象領域をマトリクス状に区分して温度を検知する赤外線アレイセンサが検知した各区分の温度から、前記各区分それぞれの温度上昇値を算出するサブステップを、温度上昇値算出サブステップとし、
   所定期間、前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を繰り返し取得し、前記各区分それぞれでの前記温度上昇値の最大値に基づいて、それぞれの前記閾値を算出するステップと、
   前記温度上昇値算出サブステップにより算出する前記各区分の前記温度上昇値を、それぞれの前記閾値と比較して前記電気設備の過熱を検知するステップと、を備えることを特徴とする、電気設備の過熱検出方法。

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