JP2022102065A - Inspection device for arc discharge detector - Google Patents
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Abstract
Description
新規性喪失の例外適用申請有り There is an application for exception of loss of novelty
本発明は、アーク放電を検知するアーク放電検知装置の作動を検査するアーク放電検知装置用検査器に関するものである。 The present invention relates to an inspector for an arc discharge detection device that inspects the operation of the arc discharge detection device that detects an arc discharge.
アーク放電には、異極間で生ずるものと同極間で生ずるものがある。異極間で生ずるアーク放電では、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。 Some arc discharges occur between different poles and some occur between the same poles. Since a large short-circuit current flows in an arc discharge generated between different poles, various detection methods have been conventionally proposed. On the other hand, in the arc discharge generated between the same poles, various energies are generated depending on the load current. In addition, the 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, it is difficult to detect it.
したがって、アーク放電を検知する従来の装置の大半は、異極間で生ずるアーク放電を検知するものであり、同極間で生ずる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 an arc discharge detect an arc discharge generated between different poles, and few detect an arc discharge generated between the same poles.
例えば、下記特許文献1に示すアーク検出器も、瞬時遮断器では検出できなかったコードや屋内配線において芯線同志でアークを伴うアーク短絡現象、つまり、異極間で生ずるアーク放電を検出するものである。ただし、この技術を、屋内配線で起こる直列アーク、つまり、同極間で生ずるアーク放電にも適用することにより、直列アークを検出し、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 shown in
具体的には、上記アーク検出器は、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, in the above arc detector, as a method of detecting a series arc, when the effective value voltage of the outlet port becomes a predetermined voltage (for example, 70V) or less, an arc discharge due to the series arc occurs. We are proposing a method to determine that there is.
しかし、上記従来のアーク検出器では、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 conventional arc detector 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.
これに対処して、本発明者らは、下記特許文献2に示すアーク放電検知回路、並びに当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置、アーク放電警報装置及び遮断器を提案した。
In response to this, the present inventors have proposed an arc discharge detection circuit shown in
上記特許文献2に示すアーク放電検知装置は、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を可能とするものであり、この装置を設置することによりアーク放電を有効に検知することができる。
The arc discharge detection device shown in
しかし、アーク放電による火災は目視的に確認できるものであり顕在的な性質を持つが、火災に至る前の配線中に生じているアーク放電は目視的に確認できるものではなく潜在的な性質を持つ。従って、アーク放電検知装置を設置した後に、この装置が正常に作動しているか否かの判断は難しい。 However, the fire caused by the arc discharge is visually identifiable and has an overt property, but the arc discharge generated in the wiring before the fire is not visually identifiable and has a potential property. Have. Therefore, after installing the arc discharge detection device, it is difficult to determine whether or not this device is operating normally.
そこで、本発明は、以上のようなことに対処して、商用電源に接続された電路に供給される低周波交流信号に、アーク放電を模した高周波信号成分を重畳させて、アーク放電検知装置が正確に作動することを確認できるアーク放電検知装置用検査器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention addresses the above and superimposes a high-frequency signal component imitating an arc discharge on a low-frequency AC signal supplied to an electric circuit connected to a commercial power supply to detect an arc discharge. It is an object of the present invention to provide an inspection device for an arc discharge detector capable of confirming that the circuit operates accurately.
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、電路に流れる低周波交流信号の正弦波形の半波の周期以内の間隔に2つの高周波信号成分を重畳させる回路を設計することにより、上記課題を解決できることを見出し本発明の完成に至った。 In solving the above problems, as a result of diligent research, the present inventors have designed a circuit in which two high-frequency signal components are superimposed at intervals within the half-wave period of the sinusoidal waveform of the low-frequency AC signal flowing in the electric circuit. The present invention has been completed by finding that the above problems can be solved.
即ち、本発明に係るアーク放電検知装置用検査器は、請求項1の記載によると、
商用電源に接続された電路に供給される低周波交流信号に、アーク放電を模した高周波信号成分を重畳させて、アーク放電検知装置の作動を確認するための検査器であって、
前記低周波交流信号の正弦波形(1)をベースとして半波の分圧波形(A)を出力する分圧波形出力手段と、
前記分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(B)を生成する第1パルス生成手段(10)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、アーク放電を模した前記高周波信号成分を生成する2系列の高周波発信手段(120,130)とを有し、
前記2系列の高周波発信手段は、それぞれ第2パルス生成手段と第3パルス生成手段(20,30)とを備えて、
前記第2パルス生成手段は、それぞれの遅延手段により前記第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、所定の不検知時間だけ遅延させた2系列の第2パルス信号(C1,C2)を生成し、
前記第3パルス生成手段は、それぞれの前記第2パルス生成手段によって生成された2系列の第2パルス信号をトリガパルスとして、当該2系列の第2パルス信号の立下り時に当該第2パルス信号の時間長より短い時間長の2系列の第3パルス信号(D1,D2)を生成することのより、
前記2系列の高周波発信手段がそれぞれ生成した前記2系列の第3パルス信号が、各遅延手段による遅延時間が異なると共に、前記低周波交流信号の正弦波形の半波の周期以内の間隔で生成することにより、当該2系列の第3パルス信号がアーク放電を模した前記高周波信号成分として出力されることを特徴とする。
That is, according to the description of
It is an inspection device for confirming the operation of the arc discharge detection device by superimposing a high frequency signal component imitating an arc discharge on a low frequency AC signal supplied to an electric circuit connected to a commercial power supply.
A voltage dividing waveform output means for outputting a half-wave divided voltage waveform (A) based on the sine and cosine waveform (1) of the low-frequency AC signal, and a voltage dividing waveform output means.
A first pulse generating means (10) that generates a first pulse signal (B) having a predetermined voltage value while the divided voltage waveform is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
It has two series of high frequency transmitting means (120, 130) that generate the high frequency signal component imitating an arc discharge by using the first pulse signal generated by the first pulse generating means as a trigger pulse.
The two series of high frequency transmitting means include a second pulse generating means and a third pulse generating means (20, 30), respectively.
The second pulse generation means uses the first pulse signal generated by the first pulse generation means by each delay means as a trigger pulse, and delays the second pulse signal (C1) by a predetermined non-detection time. , C2),
The third pulse generating means uses the second pulse signal of the two series generated by each of the second pulse generating means as a trigger pulse, and receives the second pulse signal at the falling edge of the second pulse signal of the two series. By generating two series of third pulse signals (D1, D2) with a time length shorter than the time length,
The second-series third pulse signals generated by the two-series high-frequency transmitting means are generated at intervals within the half-wave cycle of the sinusoidal waveform of the low-frequency AC signal while having different delay times by each delay means. As a result, the second series of third pulse signals are output as the high frequency signal component imitating an arc discharge.
また、本発明は、請求項2の記載によると、請求項1に記載のアーク放電検知装置用検査器であって、
前記2系列の高周波発信手段は、それぞれ連続した高周波信号(F)を生成する連続発信手段(40,50)と、第4パルス信号(E1,E2)を生成する第4パルス生成手段とを備え、
前記第4パルス生成手段は、前記第3パルス信号が生成される時間長の間に当該第3パルス信号に代えて前記連続発信手段が発信する高周波信号を前記第4パルス信号として連続発生させることを特徴とする。
Further, according to the second aspect of the present invention, the inspection device for the arc discharge detection device according to the first aspect of the present invention.
The two series of high frequency transmitting means include a continuous transmitting means (40, 50) for generating a continuous high frequency signal (F) and a fourth pulse generating means for generating a fourth pulse signal (E1, E2), respectively. ,
The fourth pulse generating means continuously generates a high frequency signal transmitted by the continuous transmitting means as the fourth pulse signal in place of the third pulse signal during the time length during which the third pulse signal is generated. It is characterized by.
また、本発明は、請求項3の記載によると、請求項1又は2に記載のアーク放電検知装置用検査器であって、
前記第1パルス生成手段は、コンパレータ(10)からなることを特徴とする。
Further, according to the third aspect of the present invention, the inspection device for the arc discharge detection device according to the first or second aspect of the present invention.
The first pulse generating means is characterized by comprising a comparator (10).
また、本発明は、請求項4の記載によると、請求項1~3のいずれか1つに記載のアーク放電検知装置用検査器であって、
前記2系列の高周波発信手段の作動を2系列作動と1系列作動との切替えをするパルス切替スイッチ(7e)を有し、
2系列作動の場合には、前記2系列の第3パルス信号が発信されることにより、前記アーク放電検知装置がアーク放電と認知し、
1系列作動の場合には、前記2系列のうち1系列のみの第3パルス信号が発信されることにより、前記アーク放電検知装置がアーク放電と認知しないことを特徴とする。
Further, according to the description of
It has a pulse changeover switch (7e) for switching the operation of the two-series high-frequency transmitting means between the two-series operation and the one-series operation.
In the case of two-series operation, the arc discharge detection device recognizes that the arc discharge is caused by transmitting the third pulse signal of the two series.
In the case of one-series operation, the arc discharge detection device does not recognize the arc discharge because the third pulse signal of only one of the two series is transmitted.
また、本発明は、請求項5の記載によると、請求項1~4のいずれか1つに記載のアーク放電検知装置用検査器であって、
パルス発生スイッチ(7d)を有し、所定の時間間隔でのみアーク放電を模した前記高周波信号成分を発信することを特徴とする。
Further, according to the description of
It has a pulse generation switch (7d), and is characterized in that the high frequency signal component simulating an arc discharge is transmitted only at predetermined time intervals.
また、本発明は、請求項6の記載によると、請求項1~5のいずれか1つに記載のアーク放電検知装置用検査器であって、
商用電源に接続された前記電路に設けられたコンセント(6)に接続して使用することを特徴とする。
Further, according to the description of
It is characterized in that it is used by connecting to an outlet (6) provided in the electric circuit connected to a commercial power source.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する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 each of the above means indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later.
上記構成によれば、アーク放電検知装置用検査器は、分圧波形出力手段と第1パルス生成手段と2系列の高周波発信手段とを有している。分圧波形出力手段は、低周波交流信号の正弦波形をベースとして半波の分圧波形を出力する。第1パルス生成手段は、分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。 According to the above configuration, the inspection device for an arc discharge detection device has a voltage division waveform output means, a first pulse generation means, and two series of high frequency transmission means. The partial pressure waveform output means outputs a half-wave divided waveform based on a sine and cosine waveform of a low-frequency AC signal. The first pulse generating means generates a first pulse signal having a predetermined voltage value while the voltage dividing waveform is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
2系列の高周波発信手段は、同様の構成からなり、それぞれが第2パルス生成手段と第3パルス生成手段とを備えている。第2パルス生成手段は、それぞれの遅延手段により第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、所定の不検知時間だけ遅延させた2系列の第2パルス信号を生成する。 The two-series high-frequency transmitting means have the same configuration, and each includes a second pulse generating means and a third pulse generating means. The second pulse generation means uses the first pulse signal generated by the first pulse generation means by each delay means as a trigger pulse to generate two series of second pulse signals delayed by a predetermined non-detection time.
第3パルス生成手段は、それぞれの第2パルス生成手段によって生成された2系列の第2パルス信号をトリガパルスとして、当該2系列の第2パルス信号の立下り時に当該第2パルス信号の時間長より短い時間長の2系列の第3パルス信号を生成する。 The third pulse generating means uses the second pulse signal of the two series generated by each second pulse generating means as a trigger pulse, and the time length of the second pulse signal at the falling edge of the second pulse signal of the two series. Generates a two-series third pulse signal with a shorter time length.
このような構成において、2系列の高周波発信手段がそれぞれ生成した2系列の第3パルス信号は、各遅延手段による遅延時間が異なると共に、低周波交流信号の正弦波形の半波の周期以内の間隔で生成する。これらの2系列の第3パルス信号は、アーク放電を模した高周波信号成分として出力される。 In such a configuration, the two-series third pulse signals generated by the two-series high-frequency transmitting means have different delay times due to each delay means, and the intervals within the half-wave cycle of the sine waveform of the low-frequency AC signal are different. Generate with. These two series of third pulse signals are output as high frequency signal components imitating arc discharge.
このことにより、上記構成によれば、商用電源に接続された電路に供給される低周波交流信号に、アーク放電を模した高周波信号成分を重畳させて、アーク放電検知装置が正確に作動することを確認できるアーク放電検知装置用検査器を提供することができる。 As a result, according to the above configuration, the arc discharge detection device operates accurately by superimposing the high frequency signal component imitating the arc discharge on the low frequency AC signal supplied to the electric circuit connected to the commercial power supply. It is possible to provide an inspection device for an arc discharge detection device that can confirm.
また、上記構成によれば、2系列の高周波発信手段は、それぞれ連続発信手段と第4パルス生成手段を備えていてもよい。第4パルス生成手段は、第3パルス信号が生成される時間長の間に当該第3パルス信号に代えて連続発信手段が発信する高周波信号を第4パルス信号として連続発生させることができる。このことにより、上記作用効果をより効果的に発揮することができる。 Further, according to the above configuration, the two-series high-frequency transmission means may include a continuous transmission means and a fourth pulse generation means, respectively. The fourth pulse generating means can continuously generate a high frequency signal transmitted by the continuous transmitting means as the fourth pulse signal in place of the third pulse signal during the time length during which the third pulse signal is generated. As a result, the above-mentioned action and effect can be exerted more effectively.
また、上記構成によれば、第1パルス生成手段は、コンパレータからなるものであってもよい。このことにより、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。 Further, according to the above configuration, the first pulse generating means may be composed of a comparator. This makes it possible to exert the above-mentioned action and effect more concretely.
ここで、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。このため、単に低周波交流信号に高周波信号成分を重畳させただけでは、真のアーク放電か否かを判断することができない。 Here, the cause of generating the high frequency signal is not only the arc discharge but also the opening / closing surge and noise. Therefore, it is not possible to determine whether or not the arc discharge is true simply by superimposing the high frequency signal component on the low frequency AC signal.
そこで、上記構成によれば、2系列の高周波発信手段の作動を2系列作動と1系列作動との切替えをするパルス切替スイッチを有していてもよい。2系列作動の場合には、2系列の第3パルス信号が発信されることにより、アーク放電検知装置がアーク放電と認知する。一方、1系列作動の場合には、2系列のうち1系列のみの第3パルス信号が発信されることにより、アーク放電検知装置がアーク放電と認知しない。このことにより、アーク放電検知装置の誤作動をも確認することができる。 Therefore, according to the above configuration, it may have a pulse changeover switch that switches the operation of the two-series high-frequency transmission means between the two-series operation and the one-series operation. In the case of two-series operation, the arc discharge detection device recognizes the arc discharge by transmitting the second-series third pulse signal. On the other hand, in the case of one-series operation, the arc discharge detection device does not recognize the arc discharge because the third pulse signal of only one of the two series is transmitted. This makes it possible to confirm the malfunction of the arc discharge detection device.
また、上記構成によれば、アーク放電検知装置用検査器は、パルス発生スイッチを有していてもよい。このことにより、所定の時間間隔でのみアーク放電を模した高周波信号成分を発信することができる。 Further, according to the above configuration, the inspection device for the arc discharge detection device may have a pulse generation switch. This makes it possible to transmit a high frequency signal component that imitates an arc discharge only at predetermined time intervals.
また、上記構成によれば、アーク放電検知装置用検査器は、商用電源に接続された電路に設けられたコンセントに接続して使用するようにしてもよい。このことにより、アーク放電検知装置の作動をより簡易的な方法で確認することができる。 Further, according to the above configuration, the arc discharge detection device inspection device may be used by being connected to an outlet provided in an electric circuit connected to a commercial power source. This makes it possible to confirm the operation of the arc discharge detection device by a simpler method.
まず、アーク放電の検知について説明する。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、当該高周波信号は、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。 First, the detection of arc discharge will be described. When a series arc in the initial stage is generated on the electric circuit of the commercial power supply, a peculiar high frequency signal is generated accordingly. Then, the 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.
本発明にいうアーク放電検知装置は、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、当該高周波信号を選択して検知するようにしている。ここで、アーク放電検知装置に使用されるアーク放電検知回路として、上記特許文献2を例として以下に説明する。なお、アーク放電検知回路は以下の例にのみ限定されるものではなく、高周波信号を選択して検知するものであればよい。
The arc discharge detection device according to the present invention selects and detects a high-frequency signal when the high-frequency signal is superimposed on the low-frequency AC signal of a commercial power source. Here, as an arc discharge detection circuit used in the arc discharge detection device, the
上記特許文献2に係るアーク放電検知回路は、直列接続されたコンデンサと抵抗と出力端子対とによって構成されている。そして、アーク放電検知回路は、商用電源の屋内配線の線間に、商用電源と並列に接続されている。ここで、抵抗のインピーダンスは、当該抵抗に印加される電気信号の周波数に依存しない。これに対して、コンデンサのインピーダンスは、当該コンデンサに印加される電気信号の周波数に依存する。
The arc discharge detection circuit according to
このことにより、商用電源の低周波数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に印加した場合、コンデンサは、低周波数信号成分を通さず、高周波信号成分のみ通すこととなる。 As a result, when a high-frequency signal of arc discharge is superimposed on a low-frequency signal of a commercial power supply is applied to the capacitor, the capacitor does not pass the low-frequency signal component but passes only the high-frequency signal component.
したがって、アーク放電検知回路のように、コンデンサと抵抗を直列接続した回路構成にすると、重畳された信号のうち、低周波信号成分はコンデンサを通らないので、低周波数信号成分によって抵抗に電圧が発生しない。これに対して、高周波信号成分はコンデンサを通るので、高周波信号成分によって抵抗に電圧が発生する。つまり、抵抗の両端にある出力端子対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。 Therefore, if a circuit configuration in which a capacitor and a resistor are connected in series, such as an arc discharge detection circuit, the low frequency signal component of the superimposed signal does not pass through the capacitor, so a voltage is generated in the resistor by the low frequency signal component. do not do. On the other hand, since the high frequency signal component passes through the capacitor, a voltage is generated in the resistance by the high frequency signal component. That is, when a voltage is generated in the pair of output terminals at both ends of the resistor, the voltage is generated by the high frequency signal.
このため、抵抗の両端にある出力端子対の電圧を監視し、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としてアーク放電として検知することができる。 Therefore, if the voltage of the pair of output terminals at both ends of the resistor is monitored and the voltage is detected, the voltage can be detected as an arc discharge as if it was generated by a high frequency signal.
ただし、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、出力端子対に電圧が発生したとしても、その電圧は、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。 However, the cause of generating high frequency signals is not only arc discharge but also switching surge and noise, so even if a voltage is generated in the output terminal pair, the voltage is generated due to arc discharge. It cannot be concluded that it is.
そこで、上記特許文献2に係るアーク放電検知回路は、高周波信号が単発であるものを除き、所定時間(例えば、低周波交流信号の正弦波形の半波の周期以内)に連続的あるいは断続的に発生するものを選択して検知するようにしている。
Therefore, the arc discharge detection circuit according to
図1は、低周波交流信号の正弦波形に重畳された単発で発生する高周波信号を示す図である。図1において、低周波交流信号の正弦波形1の半波の中に1つの高周波信号2aが重畳されている。なお、高周波信号2aは、単独で或いは定期的若しくは不定期的に発生する。この高周波信号2aは、いずれも単発であって開閉サージやノイズ等と判断される。従って、アーク放電検知装置は、このような単発で発生する高周波信号2aをアークとして検知しないように構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a single-shot high-frequency signal superimposed on a sine and cosine waveform of a low-frequency AC signal. In FIG. 1, one high-
一方、図2は、低周波交流信号の正弦波形に重畳された連続的あるいは断続的に発生する高周波信号を示す図である。図2において、低周波交流信号の正弦波形1の半波の中に2つの高周波信号2b,2cが重畳されている。なお、高周波信号2b,2cは、所定時間(図2では、正弦波形の半波の周期以内)に連続的あるいは断続的に発生する。このような複数の高周波信号2b,2cは、開閉サージやノイズ等とは異なり、アーク放電が発生している可能性がある。従って、アーク放電検知装置は、このような連続的あるいは断続的に発生高周波信号2b,2cをアークとして検知するように構成されている。
On the other hand, FIG. 2 is a diagram showing a high-frequency signal that is continuously or intermittently generated superimposed on a sine and cosine waveform of a low-frequency AC signal. In FIG. 2, two high-
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態にのみ限定されるものではない。図3は、本発明に係るアーク放電検知装置用検査器を商用電源の屋内配線のコンセント線に使用する状態を示す概念図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which the inspection device for an arc discharge detection device according to the present invention is used as an outlet line for indoor wiring of a commercial power source.
図3において、アーク放電を検知するアーク放電検知装置3は、商用電源の配電盤4の傍に配設されている。当該商用電源の屋内配線5には、数か所(図3では2か所)にコンセント6が設けられている。本実施形態において、本発明に係るアーク放電検知装置用検査器7は、そのコンセントプラグ7aをコンセント6に差し込むことで容易に使用することができる。なお、アーク放電検知装置用検査器の使用には、コンセントを介さずに別な方法で屋内配線の線間に接続するようにしてもよい。
In FIG. 3, the arc
図4は、図3に使用したアーク放電検知装置用検査器の外観を示す斜視図である。図4において、アーク放電検知装置用検査器7は、検査器本体7bとコンセントプラグ7aとによって構成されている。検査器本体7bの内部には、検査器の電子回路(後述する)が収納されている。また、検査器本体7bの上面部には、電源スイッチ7cとパルス発生スイッチ7d(後述する)とパルス切替スイッチ7e(後述する)とが設けられている。
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the inspection device for the arc discharge detection device used in FIG. In FIG. 4, the arc discharge detection
次に、本実施形態に係るアーク放電検知装置用検査器7の電子回路について説明する。図5は、本発明に係るアーク放電検知装置用検査器における電子回路の一実施形態を示す図である。図5において、電子回路100は、商用電源の屋内配線(上述のように、コンセントプラグ7aをコンセント6に差し込んで使用)に接続されている。よって、図5における端子Taと端子Tbは、屋内配線の各異極からそれぞれ取られたものである。また、図11は、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。
Next, the electronic circuit of the
図5において、電子回路100は、5つの部分回路110,120,130,140,150から構成されている。部分回路110は、コンパレータ10を具備して、交流の商用電源の正弦波形をベースとして図11に示す半波の分圧波形A(図11参照)から矩形波B(図11参照)を出力する。部分回路120,130は、基本的には同様の構成からなり、それぞれワンショットパルス回路20,30を具備して、矩形波Bから所定時間遅延させた矩形波C1,C2(図11参照)を出力し、それぞれ更に発信時間の短い矩形波D1,D2(図11参照)を出力する。
In FIG. 5, the
また、これらの部分回路120,130は、更に発信回路40,50を具備して、極短い発信時間の連続した高周波F(後述する図12参照)を出力すると共に、矩形波D1,D2(図11参照)が生成される時間長の間に矩形波D1,D2に代えてこれらと同じ極短い発信時間の連続した高周波E1,E2(図11参照)を連続発生させる。部分回路140は、電子回路100を作動させるためのスイッチ回路である。また、部分回路150は、矩形波E1,E2を交流の商用電源の正弦波形に重畳させる回路である。
Further, these
以下、各部分回路の構成と作動について詳細を説明する。図6は、本実施形態に係る電子回路100における部分回路110を示す図である。図6において、部分回路110は、1個のダイオードブリッジ111と、1個のダイオード112と、1個のツェナーダイオード113と、1個のトランジスタ114と、3個の抵抗115,116,117と、2個のコンデンサ118,119と、1組のコンパレータ10とによって構成されている。
Hereinafter, the configuration and operation of each partial circuit will be described in detail. FIG. 6 is a diagram showing a
ダイオードブリッジ111は、屋内配線の端子Ta,Tb間の交流電源を直流電源に変換する。ダイオードブリッジ111のDC(+)側には、抵抗115の一端が接続されている。抵抗115の他端はトランジスタ114のコレクタと抵抗116の一端とコンデンサ118の一端に接続されている。抵抗116の他端は、トランジスタ114のベースとツェナーダイオード113の出力端に接続されている。コンデンサ118の他端とツェナーダイオード113の入力端は、ダイオードブリッジ111のDC(-)側に接続されている。
The
トランジスタ114のエミッタは、コンデンサ119の一端に接続され、且つ、コンパレータ10の一方の入力端となっている。また、ダイオード112の入力端は、屋内配線の端子Taに接続されている。ダイオード112の出力端は、抵抗117の一端に接続され、抵抗117の他端はコンパレータ10の他方の入力端となっている。
The emitter of the
図6において、コンパレータ10は、7個の抵抗11~17と、オペアンプ18とによって構成されている。トランジスタ114のエミッタからコンパレータ10に入力した一方の入力端は、抵抗11の一端に接続され、且つ、コンパレータ10の一方の出力端子W1,W2となっている。抵抗11の他端は、抵抗12及び抵抗13の各一端に接続されている。抵抗13の他端は、オペアンプ18のマイナス(-)側入力端に接続されている。抵抗12の他端は、ダイオードブリッジ111のDC(-)側に接続されている。
In FIG. 6, the
また、抵抗117の他端からコンパレータ10に入力した入力した他方の入力端は、抵抗14及び抵抗15の各一端に接続されている。抵抗14の他端は、ダイオードブリッジ111のDC(-)側に接続されている。抵抗15の他端は、オペアンプ18のプラス(+)側入力端に接続されている。そして、抵抗16が、オペアンプ18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。
Further, the other input end input from the other end of the
さらに、オペアンプ18の出力端は、抵抗17の一端に接続され、且つ、コンパレータ10の他方の出力端子X1,X2となっている。抵抗17の他端は、ダイオードブリッジ111のDC(-)側に接続されている。
Further, the output end of the operational amplifier 18 is connected to one end of the
抵抗11及び抵抗12は、ダイオードブリッジ111のDC(+)側から供給される電源電圧を分圧し、オペアンプ18の-側入力端に、例えば、+5.6Vの電圧が印加されるようにする。これにより、オペアンプ18は、+側入力端に+5.6V以上の電圧が印加された場合には、ハイ(H)、例えば+9Vを出力する一方、+側入力端に+5.6V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。
The
したがって、図11の半波の分圧波形Aがコンパレータ10に入力された場合、コンパレータ10は、その入力電圧が+5.6V以上の区間だけ、+9Vの“H”レベルを出力する。図11の矩形波Bは、コンパレータ10からの出力信号を示している。
Therefore, when the half-wave voltage divider waveform A of FIG. 11 is input to the
なお、図11Aは、図5において、符号“A”で示される正弦波形の半波1/18の分圧波形の一例を示している。また、図11Bは、オペアンプ18の出力端から、つまり、図5において、符号“B”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。
Note that FIG. 11A shows an example of a half-
図11の半波の分圧波形Aの電圧波形の電圧が+5.6V以上となっている間に、コンパレータ10は、図11の矩形波Bに示す、例えば3.5msの時間長の矩形波パルスを生成して2つの部分回路120,130にそれぞれ出力する。コンパレータ10の2組の出力端子対W1-X1,W2-X2は、それぞれ部分回路120,130に入力する。
While the voltage of the voltage waveform of the half-wave divided waveform A in FIG. 11 is +5.6 V or more, the
まず、部分回路120について説明する。図7は、本実施形態に係る電子回路100における部分回路120を示す図である。図7において、部分回路120は、4個のインバータ121,122,123,124と、1個の抵抗125と、1個のコンデンサ126と、1個のNAND回路127と、1個のダイオード128と、1組のワンショットパルス回路20と、1組の発信回路40とによって構成されている。なお、各インバータは、NOT回路として作動する。
First, the
コンパレータ10(図6参照)の一方の出力端子X1は、インバータ121の入力端に接続されている。インバータ121の出力端は、抵抗125の一端に接続され、抵抗125の他端は、インバータ122の入力端及びコンデンサ126の一端に接続され、コンデンサ126の他端は、ダイオードブリッジ111のDC(-)側に接続している。インバータ122の出力端は、インバータ123の入力端に接続され、インバータ123の出力端は、ワンショットパルス回路20の一方の入力端となっている。
One output terminal X1 of the comparator 10 (see FIG. 6) is connected to the input end of the
コンパレータ10の出力が、図11の矩形波Bに示す“H”のときには、インバータ121の出力端は“L”となり抵抗125には電流が流れない。一方、コンパレータ10の出力が、“H”から“L”に切り替わると、抵抗125に電流が流れる。この電流は、コンデンサ126に電荷を供給し、コンデンサ126が満充電になるまで流れる。コンデンサ126が満充電になると、抵抗125には電流が流れなくなり、コンデンサ126と抵抗125との接続点の電位が上昇する。これに応じて、インバータ122は作動を開始する。
When the output of the
インバータ122の入力端が“H”になると、インバータ122の出力端は“L”になる。これにより、インバータ123の入力端が“L”になると、インバータ123の出力端は“H”になる。しかし、インバータ123は、インバータ121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、インバータ122は、コンデンサ126のキャパシタンスと抵抗125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”を出力するからである。
When the input end of the
図11の矩形波C1は、100μsだけ遅延した時から、インバータ123が矩形波パルスC1の出力を開始する様子を示している。この遅延時間“100μs”は、商用電源の周波数が“60Hz”である場合の半周期“8ms”よりも短い時間とする。なお、図11C1は、インバータ122の出力端から、つまり、図5において、符号“C1”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。
The rectangular wave C1 in FIG. 11 shows how the
ワンショットパルス回路20は、2個のNAND回路21,22と、2個のインバータ23,24と、1個のコンデンサ25と、2個の抵抗26,27とによって構成されている。
The one-
NAND回路21の一方の入力端は、上記インバータ123の出力端が接続され、NAND回路21の他方の入力端には、インバータ24の出力端が接続されている。NAND回路21の出力端は、NAND回路22の両入力端に接続されている。NAND回路22の出力端は、コンデンサ25の一端に接続され、コンデンサ25の他端は抵抗26の一端に接続されている。抵抗26の他端は、インバータ23の入力端及び抵抗27の一端に接続されている。抵抗27の他端は、コンパレータ10の他方の出力端子W1に接続されている。
The output end of the
インバータ23の出力端は、インバータ24の入力端に接続され、且つ、ワンショットパルス回路20の出力端子28となっている。NAND回路22は、NOT回路、つまりインバータとして使用されている。
The output end of the
ワンショットパルス回路20は、入力が“H”から“L”に立ち下がったときに、作動を開始する。なお、ワンショットパルス回路20の作動を開始させる、このようなパルスは、トリガパルスと呼ばれている。
The one-
ワンショットパルス回路20が作動を開始すると、出力端子28からは、コンデンサ25のキャパシタンスと抵抗27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11D1は、一例として、出力端子28の位置、つまり、図5において、符号“D1”で示される位置に発生した200μsの時間長の矩形波パルスを示している。
When the one-
ワンショットパルス回路20の出力端子28は、NAND回路127の一方の入力端に接続され、一方の入力端には発信回路40の出力端46が接続されている。NAND回路127の出力端は、インバータ124の入力端に接続されている。インバータ124の出力端は、ダイオード128の入力端に接続され、ダイオード128の出力端は、部分回路120の出力端子Y1となっている。
The
発信回路40は、2個のインバータ41,42と、2個の抵抗43,44と、1個のコンデンサ45とによって構成されている。インバータ41の入力端は、抵抗43の一端に接続されている。インバータ41の出力端は、抵抗43の一端及びインバータ42の入力端に接続されている。インバータ42の出力端は、コンデンサ45の一端に接続され、且つ、発信回路40の出力端子46として、前記NAND回路127の他方の入力端に接続されている。コンデンサ45の他端は、抵抗43及び抵抗44の各他端に接続されている。
The
このような構成において、発信回路40の発信周波数は、コンデンサのキャパシタンスと抵抗の抵抗値に反比例して高周波パルスを発信する。図12は、部分回路120,130が発信する高周波出力信号の一例を示す図である。ここで、図12(1)は、一例として、発信回路40が発信する極短い発信時間(30μs)の連続した高周波パルスFを示している。
In such a configuration, the transmission frequency of the
上述のように、NAND回路127の一方の入力端には、ワンショットパルス回路20の出力端子28が接続され、他方の入力端には発信回路40の出力端子46が接続されている。この状態において、NAND回路127の一方の入力端には、ワンショットパルス回路20から図11D1の矩形波パルス(200μs)が入力し、他方の入力端には、発信回路40から図12(1)の連続した高周波パルスF(30μs)が入力する。
As described above, the
NAND回路127の他方の入力端には、“H”と“L”とを激しく繰り返す高周波パルスFが入力する。そこで、矩形波パルスD1が“H”の部分において、高周波パルスFが“H”の場合にNAND回路127は“L”を出力し、高周波パルスFが“L” の場合にNAND回路127は“H”を出力する。一方、矩形波パルスD1が“L”の部分においては、高周波パルスFのみが“H”と“L”とを激しく繰り返すが、この部分においてNAND回路127は“H”を出力する。
A high frequency pulse F that violently repeats "H" and "L" is input to the other input end of the
このNAND回路127の出力は、インバータ124の入力となるが、インバータ124はNOT回路として作動する。よって、インバータ124の出力は、図11(E1)に示すように、ワンショットパルス回路20が出力する矩形波パルスD1の発信時間(例えば、200μs)の間にのみ30μsの高周波パルスFが数本(3~4本)の連続パルスE1を発信する。この単発的な連続高周波パルスは、部分回路120の出力端子Y1及び後述の部分回路130の出力端子Y2から出力される。
The output of the
次に、部分回路130について説明する。図8は、本実施形態に係る電子回路100における部分回路130を示す図である。図8において、部分回路130は、4個のインバータ131,132,133,134と、1個の抵抗135と、1個のコンデンサ136と、1個のNAND回路137と、1個のダイオード138と、1組のワンショットパルス回路30と、1組の発信回路50とによって構成されている。なお、各インバータは、NOT回路として作動する。このように、部分回路130の構成及び作動は、上記部分回路120と同様である。
Next, the
但し、部分回路130においては、上記構成に加え上記パルス切替スイッチ7e(図4参照)が加えられている。図8において、パルス切替スイッチ7eは、コンデンサ136をバイパスする形でその両端に接続されている(作動は後述)。
However, in the
また、部分回路130におけるワンショットパルス回路30及び発信回路50の構成と作動は、上記部分回路120におけるワンショットパルス回路20及び発信回路40と同様である。なお、図8においては、ワンショットパルス回路30の出力端子を符号“38”で示し、発信回路50の出力端子を符号“56”で示している。また、ダイオード138の出力端は、部分回路130の出力端子Y2となっている。
Further, the configuration and operation of the one-
このような構成において、コンパレータ10(図5参照)の他方の出力端子X2は、インバータ131の入力端に接続されている。インバータ131の出力端は、抵抗135の一端に接続され、抵抗135の他端は、インバータ132の入力端及びコンデンサ136の一端に接続され、コンデンサ136の他端は接地されている。また、上述のように、パルス切替スイッチ7eが、コンデンサ136をバイパスする形でその両端に接続されている。インバータ132の出力端は、インバータ133の入力端に接続され、インバータ133の出力端は、ワンショットパルス回路30の一方の入力端となっている。
In such a configuration, the other output terminal X2 of the comparator 10 (see FIG. 5) is connected to the input end of the
ここで、パルス切替スイッチ7eが“ON”の時には、コンデンサ136に電荷が供給されることがなく、部分回路130は作動を停止する。一方、パルス切替スイッチ7eが“OFF”の時には、上記部分回路120と同様の作動をする。
Here, when the
すなわち、コンパレータ10の出力が、図11の矩形波B2に示す“H”のときには、インバータ131の出力端は“L”となり抵抗135には電流が流れない。一方、コンパレータ10の出力が、“H”から“L”に切り替わると、抵抗135に電流が流れる。この電流は、コンデンサ136に電荷を供給し、コンデンサ136が満充電になるまで流れる。コンデンサ136が満充電になると、抵抗135には電流が流れなくなり、コンデンサ136と抵抗135との接続点の電位が上昇する。これに応じて、インバータ132は作動を開始する。
That is, when the output of the
インバータ132の入力端が“H”になると、インバータ132の出力端は“L”になる。これにより、インバータ133の入力端が“L”になると、インバータ133の出力端は“H”になる。しかし、インバータ133は、インバータ131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、インバータ132は、コンデンサ136のキャパシタンスと抵抗135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”を出力するからである。
When the input end of the
図11の矩形波C2は、2msだけ遅延した時から、インバータ133が矩形波パルスC2の出力を開始する様子を示している。この遅延時間“2ms”は、上記部分回路120におけるインバータ123が出力する矩形波パルスC1の遅延時間“100μs”とは異なり(長く)、且つ、商用電源の周波数が“60Hz”である場合の半周期“8ms”よりも短い時間とする。なお、図11C2は、インバータ132の出力端から、つまり、図5において、符号“C2”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。
The rectangular wave C2 in FIG. 11 shows how the
ワンショットパルス回路30の構成は、上記ワンショットパルス回路20と同様である。すなわち、ワンショットパルス回路30は、2個のNAND回路31,32と、2個のインバータ33,34と、1個のコンデンサ35と、2個の抵抗36,37とによって構成されている。また、ワンショットパルス回路30の作動は、上記ワンショットパルス回路20と同様であり、ここでは省略する。なお、インバータ33の出力端は、ワンショットパルス回路30の出力端子38となっている。
The configuration of the one-
ワンショットパルス回路30は、入力が“H”から“L”に立ち下がったときに、これをトリガパルスとして作動を開始する。ワンショットパルス回路30が作動を開始すると、出力端子38からは、コンデンサ35のキャパシタンスと抵抗37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11D2は、一例として、出力端子38の位置、つまり、図5において、符号“D2”で示される位置に発生した200μsの時間長の矩形波パルスを示している。
When the input drops from "H" to "L", the one-
ワンショットパルス回路30の出力端子38は、NAND回路137の一方の入力端に接続され、一方の入力端には発信回路50の出力端(後述する)が接続されている。NAND回路137の出力端は、インバータ134の入力端に接続されている。インバータ134の出力端は、ダイオード138の入力端に接続され、ダイオード138の出力端は、部分回路130の出力端子Y2となっている。
The
発信回路50の構成は、上記発信回路40と同様である。すなわち、発信回路50は、2個のインバータ51,52と、2個の抵抗53,54と、1個のコンデンサ55とによって構成されている。また、発信回路50の作動は、上記発信回路40と同様であり、ここでは省略する。なお、インバータ52の出力端は、発信回路50の出力端子56として、NAND回路137の他方の入力端に接続されている。このような構成において、発信回路50の発信周波数は、上述の発信回路40と同様に、コンデンサのキャパシタンスと抵抗の抵抗値に反比例して高周波パルスを発信する(図12(1)参照)。
The configuration of the
上述のように、NAND回路137の一方の入力端には、ワンショットパルス回路30の出力端子38が接続され、他方の入力端には発信回路50の出力端子56が接続されている。この状態において、NAND回路137の一方の入力端には、ワンショットパルス回路30から図11D2の矩形波パルス(200μs)が入力し、他方の入力端には、発信回路50から図12(1)の連続した高周波パルスF(30μs)が入力する。
As described above, the
NAND回路137の他方の入力端には、“H”と“L”とを激しく繰り返す高周波パルスFが入力する。そこで、矩形波パルスD2が“H”の部分において、高周波パルスFが“H”の場合にNAND回路137は“L”を出力し、高周波パルスFが“L” の場合にNAND回路137は“H”を出力する。一方、矩形波パルスD2が“L”の部分においては、高周波パルスFのみが“H”と“L”とを激しく繰り返すが、この部分においてNAND回路137は“H”を出力する。
A high frequency pulse F that violently repeats "H" and "L" is input to the other input end of the
このNAND回路137の出力は、インバータ134の入力となるが、インバータ134はNOT回路として作動する。よって、インバータ134の出力は、図11(E2)に示すように、ワンショットパルス回路30が出力する矩形波パルスD2の発信時間(例えば、200μs)の間にのみ30μsの高周波パルスFが数本(3~4本)の連続パルスE2を発信する。この単発的な連続高周波パルスは、部分回路130の出力端子Y2から出力される。
The output of the
このように、パルス切替スイッチ7eが“OFF”の時には、部分回路130は、上記部分回路120と同様の作動をする。よって、部分回路120及び部分回路130が類似の作動をして、出力端子Y1及び出力端子Y2から遅延時間の異なる2種類の高周波パルスE1+E2が発信される(図11参照)。これに対して、パルス切替スイッチ7eが“ON”の時には、部分回路120は作動するが部分回路130は作動しないので、出力端子Y1のみから1種類の高周波パルスE1のみが発信される(図11参照)。
As described above, when the
なお、パルス切替スイッチ7eが“OFF”の時に発信される高周波パルスE1+E2は、矩形波D1と矩形波D2の遅延時間と同じタイミングで発生する。すなわち、本実施形態においては、矩形波D1と矩形波D2の遅延時間がそれぞれ100μsと2msである。なお、これらの矩形波D1,D2の間隔は、商用電源の周波数が“60Hz”である場合の正弦波形の半波半周期“8ms”よりも短く、半波の間に発信される(図2参照)。よって、矩形波D1,D2と同周期で発信される連続パルスE1+E2は、アーク放電検知装置によりアーク放電として検知される。
The high-frequency pulse E1 + E2 transmitted when the
図9は、本実施形態に係る電子回路100における部分回路140を示す図である。部分回路140は、電子回路100を作動させるためのスイッチ回路である。部分回路140は、2個のNAND回路141,142と、4個の抵抗143,144,145,146と、2個のコンデンサ147,148と、パルス発生スイッチ7dによって構成されている。
FIG. 9 is a diagram showing a
部分回路140において、NAND回路141,142と抵抗146とコンデンサ148とは、スイッチパルスG(図12(2)参照)を発信するワンショットパルス回路を構成している。NAND回路141の一方の入力端は、上記部分回路120の出力端子Z1が接続され、NAND回路141の他方の入力端には、パルス発生スイッチ7dの出力端が接続されている。
In the
NAND回路141の出力端は、コンデンサ148の一端に接続され、且つ、ワンショットパルス回路の出力端子Z2となっている。コンデンサ148の他端は抵抗146の一端とNAND回路142の両入力端に接続されている。NAND回路142は、NOT回路、つまりインバータとして使用されている。NAND回路142の出力端は、上記部分回路120の出力端子Z1が接続され、NAND回路141の一方の入力端に接続されている。
The output end of the
このような構成において、パルス発生スイッチ7dが“OFF”の時には、NAND回路141の他方の入力端には、入力が“H”となっている。一方、パルス発生スイッチ7dを“ON”にすると、“H”が“L”となる。NAND回路141の他方の入力端が“L”となれば、コンデンサ148のキャパシタンスと抵抗146の抵抗値に反比例して1回のスイッチパルスGを出力端子Z2から発信する。図12(2)は、スイッチ回路としての部分回路140が発信する所定の発信時間(例えば、100ms)を有する矩形波のスイッチパルスGの一例を示す図である。
In such a configuration, when the
図10は、本実施形態に係る電子回路100における部分回路150を示す図である。部分回路150は、電子回路100で発生させた高周波パルス信号を交流の商用電源の正弦波形に重畳させる回路である。部分回路150は、1個のNAND回路151と、1個のインバータ152と、2個の抵抗153,154と、1個のFET(Field Effect Transistor)155と、抵抗負荷156と必要によりコンデンサ負荷157とによって構成されている。
FIG. 10 is a diagram showing a
NAND回路151の一方の入力端には、部分回路120,130の出力端子Y1,Y2が接続され、他方の入力端にはスイッチ回路としての部分回路140の出力端子Z2が接続されている。この状態において、NAND回路151の一方の入力端には、部分回路120,130から図11の所定間隔で連続した高周波パルスE1+E2が入力し、他方の入力端には、部分回路140から図12(2)のスイッチパルスGが入力する。
The output terminals Y1 and Y2 of the
NAND回路151の一方の入力端には、所定間隔で“H”と“L”とを繰り返す高周波パルスE1+E2が入力する。そこで、スイッチパルスGが“H”の部分において、高周波パルスE1+E2が“H”の場合にNAND回路151は“L”を出力し、高周波パルスE1+E2が“L”の場合にNAND回路151は“H”を出力する。一方、スイッチパルスGが“L”の部分においては、高周波パルスE1+E2のみが“H”と“L”とを繰り返すが、この部分においてNAND回路151は“H”を出力する。
High-frequency pulses E1 + E2 that repeat "H" and "L" at predetermined intervals are input to one input end of the
このNAND回路151の出力は、インバータ152の入力となるが、インバータ152はNOT回路として作動する。よって、インバータ152の出力は、図12(3)に示すように、スイッチ回路としての部分回路140が出力する矩形波のスイッチパルスGの発信時間(例えば、100ms)の間にのみ30μsの高周波パルスFが数本(3~4本)の連続パルスE1,E2を所定間隔で発信する高周波間欠パルスKとなる(図12(3)K参照)。
The output of the
このインバータ152の出力は、抵抗153の一端に接続され、抵抗153の他端は抵抗154の一端に接続され、且つ、FET155のゲートに接続される。FET155は、ゲートに高周波間欠パルスKが入力したときに、これを高周波の急峻なパルスとして商用電源の正弦波形に重畳させる。
The output of the
なお、FETに代えて通常のトランジスタを採用してもよいが、FETはON/OFFの作動時間が短く、通常のトランジスタよりも高周波の急峻なパルスを商用電源の正弦波形に重畳させることができる点で好ましい。また、抵抗負荷156は、より急峻なパルスを商用電源の正弦波形に重畳させる役割を果たす。また、必要によりコンデンサ負荷157を併用することにより、更に急峻なパルスを商用電源の正弦波形に重畳させることができる。
Although a normal transistor may be used instead of the FET, the FET has a short ON / OFF operating time and can superimpose a steep pulse having a higher frequency than the normal transistor on the sine and cosine waveform of the commercial power supply. Preferred in terms of points. Further, the
なお、上述のように、パルス切替スイッチ7eが“OFF”の時には、部分回路120と部分回路130の両方が作動するので、部分回路120からの高周波パルスE1と部分回路130からのE2とが組み合わされた高周波間欠パルスKを商用電源の正弦波形に重畳させることができる。このように、高周波間欠パルスKが商用電源の正弦波形に重畳されることにより、アーク放電検知装置3が作動して疑似アーク放電を検知する。
As described above, when the
一方、パルス切替スイッチ7eが“ON”の時には、部分回路120は作動するが部分回路130は作動しない。よって、高周波間欠パルスKではなく部分回路120からの高周波パルスE1の部分のみが商用電源の正弦波形に重畳される。このように、高周波パルスE1の部分のみが商用電源の正弦波形に重畳された場合には、アーク放電検知装置3はアーク放電以外の開閉サージやノイズ等として作動することがない。
On the other hand, when the
以上説明したように、本発明によれば、商用電源に接続された電路に供給される低周波交流信号に、アーク放電を模した高周波信号成分を重畳させて、アーク放電検知装置が正確に作動することを確認できるアーク放電検知装置用検査器を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the arc discharge detection device operates accurately by superimposing a high frequency signal component imitating an arc discharge on a low frequency AC signal supplied to an electric circuit connected to a commercial power supply. It is possible to provide an inspection device for an arc discharge detection device that can confirm that the operation is performed.
1…正弦波形、2a,2b,2c…高周波信号、3…アーク放電検知装置、
4…配電盤、5…屋内配線、6…コンセント、
7…アーク放電検知装置用検査器、7a…コンセントプラグ、
7b…検査器本体、7c…電源スイッチ、7d…パルス発生スイッチ、
7e…パルス切替スイッチ、10…コンパレータ、18…オペアンプ、
20,30…ワンショットパルス回路、40,50…発信回路、
21,22,31,32,127,137,141,142,151…NAND回路、23,24,41,42,121~124,131~134,152…インバータ、
100…電子回路、110,120,130,140,150…部分回路、
111…ダイオードブリッジ、155…FET、A…半波の分圧波形、
B…第1パルス信号(矩形波)、C1,C2…第1パルス信号(矩形波)、D1,D2…第1パルス信号(矩形波)、E1,E2…第1パルス信号(高周波)、F…高周波パルス信号、G…スイッチパルス、K…高周波間欠パルス。
1 ... Sine and cosine waveform, 2a, 2b, 2c ... High frequency signal, 3 ... Arc discharge detector,
4 ... Switchboard, 5 ... Indoor wiring, 6 ... Outlet,
7 ... Inspector for arc discharge detector, 7a ... Outlet plug,
7b ... Inspector body, 7c ... Power switch, 7d ... Pulse generation switch,
7e ... pulse changeover switch, 10 ... comparator, 18 ... operational amplifier,
20, 30 ... One-shot pulse circuit, 40, 50 ... Transmission circuit,
21,22,31,32,127,137,141,142,151 ... NAND circuit, 23,24,41,42,121-124,131-134,152 ... Inverter,
100 ... Electronic circuit, 110, 120, 130, 140, 150 ... Partial circuit,
111 ... Diode bridge, 155 ... FET, A ... Half-wave partial pressure waveform,
B ... 1st pulse signal (square wave), C1, C2 ... 1st pulse signal (square wave), D1, D2 ... 1st pulse signal (square wave), E1, E2 ... 1st pulse signal (high frequency), F ... high frequency pulse signal, G ... switch pulse, K ... high frequency intermittent pulse.
Claims (6)
前記低周波交流信号の正弦波形をベースとして半波の分圧波形を出力する分圧波形出力手段と、
前記分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、アーク放電を模した前記高周波信号成分を生成する2系列の高周波発信手段とを有し、
前記2系列の高周波発信手段は、それぞれ第2パルス生成手段と第3パルス生成手段とを備えて、
前記第2パルス生成手段は、それぞれの遅延手段により前記第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、所定の不検知時間だけ遅延させた2系列の第2パルス信号を生成し、
前記第3パルス生成手段は、それぞれの前記第2パルス生成手段によって生成された2系列の第2パルス信号をトリガパルスとして、当該2系列の第2パルス信号の立下り時に当該第2パルス信号の時間長より短い時間長の2系列の第3パルス信号を生成することのより、
前記2系列の高周波発信手段がそれぞれ生成した前記2系列の第3パルス信号が、各遅延手段による遅延時間が異なると共に、前記低周波交流信号の正弦波形の半波の周期以内の間隔で生成することにより、当該2系列の第3パルス信号がアーク放電を模した前記高周波信号成分として出力されることを特徴とするアーク放電検知装置用検査器。 It is an inspection device for confirming the operation of the arc discharge detection device by superimposing a high frequency signal component imitating an arc discharge on a low frequency AC signal supplied to an electric circuit connected to a commercial power supply.
A voltage dividing waveform output means for outputting a half-wave divided voltage waveform based on the sine and cosine waveform of the low-frequency AC signal, and a voltage dividing waveform output means.
A first pulse generating means that generates a first pulse signal having a predetermined voltage value while the divided voltage waveform is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
It has two series of high frequency transmitting means for generating the high frequency signal component imitating an arc discharge by using the first pulse signal generated by the first pulse generating means as a trigger pulse.
The two series of high frequency transmitting means include a second pulse generating means and a third pulse generating means, respectively.
The second pulse generation means generates two series of second pulse signals delayed by a predetermined non-detection time by using the first pulse signal generated by the first pulse generation means by each delay means as a trigger pulse. death,
The third pulse generating means uses the second pulse signal of the two series generated by each of the second pulse generating means as a trigger pulse, and receives the second pulse signal at the falling edge of the second pulse signal of the two series. By generating two series of third pulse signals with a time length shorter than the time length,
The second-series third pulse signals generated by the two-series high-frequency transmitting means are generated at intervals within the half-wave cycle of the sinusoidal waveform of the low-frequency AC signal while having different delay times by each delay means. As a result, the inspection device for an arc discharge detection device is characterized in that the third pulse signal of the two series is output as the high frequency signal component imitating the arc discharge.
前記第4パルス生成手段は、前記第3パルス信号が生成される時間長の間に当該第3パルス信号に代えて前記連続発信手段が発信する高周波信号を前記第4パルス信号として連続発生させることを特徴とする請求項1に記載のアーク放電検知装置用検査器。 The two series of high frequency transmitting means include a continuous transmitting means for generating a continuous high frequency signal and a fourth pulse generating means for generating a fourth pulse signal.
The fourth pulse generating means continuously generates a high frequency signal transmitted by the continuous transmitting means as the fourth pulse signal in place of the third pulse signal during the time length during which the third pulse signal is generated. The inspection device for an arc discharge detection device according to claim 1.
2系列作動の場合には、前記2系列の第3パルス信号が発信されることにより、前記アーク放電検知装置がアーク放電と認知し、
1系列作動の場合には、前記2系列のうち1系列のみの第3パルス信号が発信されることにより、前記アーク放電検知装置がアーク放電と認知しないことを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載のアーク放電検知装置用検査器。 It has a pulse changeover switch that switches the operation of the two-series high-frequency transmitting means between the two-series operation and the one-series operation.
In the case of two-series operation, the arc discharge detection device recognizes that the arc discharge is caused by transmitting the third pulse signal of the two series.
The first to third aspects of claim 1 to 3, wherein in the case of one-series operation, the arc discharge detection device does not recognize the arc discharge by transmitting the third pulse signal of only one of the two series. The inspection device for an arc discharge detection device according to any one of them.
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JP2020216582A JP2022102065A (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Inspection device for arc discharge detector |
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