JP2022152724A - Device and method for determining connection abnormality - Google Patents

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Abstract

To provide a device and method for determining connection abnormality, which enable accurate determination of connection abnormality within lines.SOLUTION: A connection abnormality determination device is provided, comprising: an acquisition unit 2 configured to acquire electrical signals on lines (first voltage line L1, neutral line N, and second voltage line L2); and an analysis unit 3 configured to compute a frequency spectrum representing data on a frequency axis using the electrical signals to perform an analysis for determining the presence or absence of connection abnormality within the lines on the basis of the frequency spectrum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、接続異常判定装置および接続異常判定方法に関する。 The present invention relates to a connection abnormality determination device and a connection abnormality determination method.

従来、ケーブル内の導体や家電機器の回路の線路内で発生する半断線や接触不良等の接続異常を検出する技術として、例えば、特許文献1がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Patent Document 1 is known as a technique for detecting a connection abnormality such as a half disconnection or poor contact that occurs in a conductor in a cable or in a circuit line of a home appliance.

特許文献1では、特定の波形歪みを検出する検出回路と、整流波形から負荷の突入電流による電圧変化を検出する突入電圧検出回路と、コード短路の発生を判定する判定回路とを備える装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a device that includes a detection circuit that detects a specific waveform distortion, a rush voltage detection circuit that detects a voltage change due to a rush current of a load from a rectified waveform, and a determination circuit that determines the occurrence of a cord short circuit. It is

特開2015-089228号公報JP 2015-089228 A

しかしながら、線路内の電気信号は接続先の機器(負荷)の影響を大きく受けるため、従来技術では、線路内の接続異常を判定する精度に改善の余地があった。 However, since the electrical signal in the line is greatly affected by the device (load) to which it is connected, the conventional technology has room for improvement in the accuracy of determining connection abnormality in the line.

そこで、本発明は、線路内の接続異常を精度良く判定することが可能な接続異常判定装置および接続異常判定方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a connection abnormality determination device and a connection abnormality determination method capable of accurately determining connection abnormality in a railway line.

上記目的を達成するために、本発明の接続異常判定装置は、
線路上の電気信号を取得する取得部と、
前記電気信号を用いて周波数軸上のデータである周波数スペクトルを算出し、当該周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う解析部と、
を備える。
In order to achieve the above object, the connection abnormality determination device of the present invention includes:
an acquisition unit that acquires an electrical signal on the track;
an analysis unit that calculates a frequency spectrum, which is data on the frequency axis, using the electrical signal, and performs analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the frequency spectrum;
Prepare.

上記構成によれば、線路上の電気信号を周波数スペクトルに算出して、周波数スペクトルに基づいて接続異常が発生しているか否かを判定する。このため、線路内の家電機器等の負荷の影響と区別して、接続異常に起因するノイズ成分の特徴を捉えやすくなり、接続異常を精度良く判定することが可能となる。 According to the above configuration, the frequency spectrum of the electric signal on the line is calculated, and whether or not the connection abnormality has occurred is determined based on the frequency spectrum. For this reason, it becomes easier to grasp the characteristics of the noise component caused by the connection abnormality by distinguishing it from the effects of loads such as home appliances on the line, and it is possible to accurately determine the connection abnormality.

また、本発明の接続異常判定方法は、
線路上の電気信号を取得する取得工程と、
前記電気信号を用いて周波数軸上のデータである周波数スペクトルを算出し、当該周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生したか否かを判定するための解析を行う解析工程と、
を有する。
Further, the connection abnormality determination method of the present invention includes:
an acquisition step of acquiring an electrical signal on the track;
an analysis step of calculating a frequency spectrum, which is data on the frequency axis, using the electrical signal, and performing analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the frequency spectrum;
have

上記方法によれば、線路上の電気信号を周波数スペクトルに算出し、算出した周波数スペクトルに基づいて接続異常が発生しているか否かを判定することで、線路内の家電機器等の負荷の影響と区別して、接続異常に起因するノイズ成分の特徴を捉えやすくできるので、接続異常を精度良く判定することが可能になる。 According to the above method, by calculating the frequency spectrum of the electrical signal on the line and determining whether or not a connection abnormality has occurred based on the calculated frequency spectrum, the influence of the load such as home appliances on the line can be determined. , and it is possible to easily grasp the characteristics of the noise component caused by the connection abnormality, so it is possible to accurately determine the connection abnormality.

本発明によれば、線路内の接続異常を精度良く判定することが可能な接続異常判定装置および接続異常判定方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the connection abnormality determination apparatus and connection abnormality determination method which can determine the connection abnormality in a track with sufficient accuracy can be provided.

本発明の実施形態に係る接続異常判定装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a connection abnormality determination device according to an embodiment of the present invention; FIG. 接続異常判定装置の取得部の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of an acquisition unit of the connection abnormality determination device; FIG. (a)は接続異常が発生していないときの周波数スペクトル、(b)は接続異常が発生しているときの周波数スペクトルの一例を示す図である。(a) is a diagram showing an example of the frequency spectrum when no connection abnormality has occurred, and (b) is a diagram showing an example of the frequency spectrum when a connection abnormality has occurred. (a)は接続異常が発生していないときの周波数スペクトル、(b)は接続異常が発生しているときの周波数スペクトルの別の一例を示す図である。(a) is a diagram showing another example of the frequency spectrum when no connection failure occurs, and (b) is another example of the frequency spectrum when a connection failure occurs. (a)は接続異常が発生していないときの周波数スペクトル、(b)は接続異常が発生しているときの周波数スペクトルの別の一例を示す図である。(a) is a diagram showing another example of the frequency spectrum when no connection failure occurs, and (b) is another example of the frequency spectrum when a connection failure occurs. 一日の電力消費量の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power consumption of one day.

以下、本発明に係る接続異常判定装置及び接続異常判定方法の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の接続異常判定装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、接続異常判定装置1は、取得部2と、解析部3と、電流計測部4と、設定部5と、を備える。接続異常判定装置1は、例えば、各家庭に設置されている分電盤Dに組み込まれる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a connection abnormality determination device and a connection abnormality determination method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a connection abnormality determination device 1 of this embodiment. As shown in FIG. 1 , the connection abnormality determination device 1 includes an acquisition unit 2 , an analysis unit 3 , a current measurement unit 4 and a setting unit 5 . The connection abnormality determination device 1 is incorporated in, for example, a distribution board D installed in each home.

なお、本実施形態では、各家庭へ電気を供給する配電方式として単相3線式について説明する。単相3線式は、3本の芯線として第一電圧線L1と、中性線Nと、第二電圧線L2とを有する。第一電圧線L1、中性線N、及び第二電圧線L2によって形成される線路を介して、負荷P(家電機器等)に対して、例えば、電源周波数50Hz/60Hzの商用電力が供給される。また、本実施形態では、「線路」とは、第一電圧線L1、中性線N、及び第二電圧線L2によって形成される線路に限定されず、負荷として接続される家電機器等の内部の配線(電線や回路パターンを含む)なども含む。 In addition, in this embodiment, a single-phase three-wire system will be described as a power distribution system for supplying electricity to each household. The single-phase three-wire system has a first voltage line L1, a neutral line N, and a second voltage line L2 as three core wires. For example, commercial power with a power supply frequency of 50 Hz/60 Hz is supplied to a load P (household appliances, etc.) via a line formed by a first voltage line L1, a neutral line N, and a second voltage line L2. be. In addition, in the present embodiment, the "line" is not limited to the line formed by the first voltage line L1, the neutral line N, and the second voltage line L2, and the internal wiring (including electric wires and circuit patterns), etc.

取得部2は、分電盤D内の第一電圧線L1、中性線N、及び第二電圧線L2に接続されている。取得部2は、線路(第一電圧線L1、中性線N、第二電圧線L2、及び負荷配線)上の電気信号を取得する。取得部2は、例えば、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号と、第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号とを取得し、取得したこれらの電気信号を解析部3へ送信する。「電気信号」には、家電機器等の駆動に起因する負荷ノイズの信号や、線路内の接続異常に起因するノイズ成分の信号等が含まれる。「線路内の接続異常」には、ケーブルの繰り返し屈曲等に起因する半断線、電気回路上の線路の経年劣化等に起因する接続不良、コンセントとプラグの接触不良、分電盤DのブレーカBにおける電線の接触不良等含まれる。取得部2の詳しい構成については、図2で後述する。 The acquisition unit 2 is connected to the first voltage line L1 in the distribution board D, the neutral line N, and the second voltage line L2. The acquisition unit 2 acquires electrical signals on lines (first voltage line L1, neutral line N, second voltage line L2, and load wiring). The acquisition unit 2 acquires, for example, an electrical signal on a line extending from the first voltage line L1 to the neutral line N and an electrical signal on the line extending from the second voltage line L2 to the neutral line N, These acquired electrical signals are transmitted to the analysis unit 3 . The "electrical signal" includes a load noise signal resulting from the driving of a home appliance or the like, a noise component signal resulting from a connection abnormality in a line, and the like. "Abnormal connections in the railroad tracks" include half-breaks due to repeated bending of cables, poor connections due to aged deterioration of railroad tracks on electric circuits, poor contact between outlets and plugs, and breaker B of distribution board D. Including poor contact of electric wires in A detailed configuration of the acquisition unit 2 will be described later with reference to FIG.

解析部3は、少なくとも一つの電子制御ユニット(MCU:Micro Control Unit)により構成されている。電子制御ユニットは、1以上のプロセッサおよびメモリを備えるコンピュータシステム(例えば、SoC(System on a Chip)等)と、トランジスタ等のアクティブ素子および抵抗等のパッシブ素子から構成される電子回路とを含む。解析部3は、記憶部31と、比較部32と、判定部33と、を備える。 The analysis unit 3 is composed of at least one electronic control unit (MCU: Micro Control Unit). The electronic control unit includes a computer system (eg, SoC (System on a Chip), etc.) including one or more processors and memory, and an electronic circuit composed of active elements such as transistors and passive elements such as resistors. The analysis unit 3 includes a storage unit 31 , a comparison unit 32 and a determination unit 33 .

解析部3は、取得部2から受信した電気信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)により周波数分析して、周波数軸上のデータである周波数スペクトルを算出する。解析部3は、算出した周波数スペクトルに基づいて、線路内(第一電圧線L1~中性線N、第二電圧線L2~中性線N)に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う。線路内に接続異常が発生しているか否かの判定は、線路に接続されている負荷P(家電機器等)が駆動している状態で行う。 The analysis unit 3 frequency-analyzes the electric signal received from the acquisition unit 2 by Fast Fourier Transform, and calculates a frequency spectrum, which is data on the frequency axis. Based on the calculated frequency spectrum, the analysis unit 3 determines whether or not a connection abnormality has occurred in the lines (first voltage line L1 to neutral line N, second voltage line L2 to neutral line N). analysis for A determination as to whether or not there is a connection abnormality in the line is made while the load P (household appliance or the like) connected to the line is being driven.

記憶部31には、例えば、線路内(第一電圧線L1~中性線Nまたは第二電圧線L2~中性線N)に接続異常が発生していないテスト環境下で取得された、すなわち接続異常に起因するノイズ成分が含まれていないテスト信号に基づいて算出される比較用周波数スペクトルが記憶されている。 In the storage unit 31, for example, data acquired under a test environment in which no connection abnormality occurs in the line (first voltage line L1 to neutral line N or second voltage line L2 to neutral line N), that is, A frequency spectrum for comparison calculated based on a test signal that does not contain noise components caused by abnormal connection is stored.

比較部32は、例えば、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出される第一周波数スペクトルのレベル及び第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出された第二周波数スペクトルのレベルと、所定の閾値とを比較する。また、比較部32は、例えば、第一周波数スペクトルのレベルと、第二周波数スペクトルのレベルとを比較する。また、比較部32は、例えば、記憶部31に記憶されている比較用周波数スペクトルのレベルと、第一周波数スペクトルまたは第二周波数スペクトルのレベルとを比較する。なお、周波数スペクトルの「レベル」とは、電気信号の強度を意味する。 The comparison unit 32 compares, for example, the level of the first frequency spectrum calculated from the electric signal on the line extending from the first voltage line L1 to the neutral line N and the line extending from the second voltage line L2 to the neutral line N The level of the second frequency spectrum calculated from the electrical signal above is compared with a predetermined threshold. Also, the comparison unit 32 compares, for example, the level of the first frequency spectrum and the level of the second frequency spectrum. Also, the comparison unit 32 compares, for example, the level of the comparison frequency spectrum stored in the storage unit 31 with the level of the first frequency spectrum or the second frequency spectrum. Note that the "level" of the frequency spectrum means the strength of the electrical signal.

判定部33は、比較部32が比較した比較結果に基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定する。また、判定部33は、電流計測部4が計測する電流値に基づいて、接続異常の判定を行うか否かを判定する。 The determination unit 33 determines whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the comparison result of the comparison unit 32 . Further, the determination unit 33 determines whether or not to determine connection abnormality based on the current value measured by the current measurement unit 4 .

電流計測部4は、線路(第一電圧線L1、第二電圧線L2)上を流れる電流を計測するための計測部である。線路上を流れる電流とは、負荷P(家電機器等)によって消費される消費電流を意味する。 The current measurement unit 4 is a measurement unit for measuring the current flowing on the lines (first voltage line L1, second voltage line L2). The current flowing on the line means the consumption current consumed by the load P (household appliances, etc.).

設定部5は、線路内の電気信号から算出される周波数スペクトルのレベルと比較する閾値を、段階的に選択して設定することができるように構成されている。また、設定部5は、電流計測部4で計測される消費電流と比較する閾値を、段階的に選択して設定することができるように構成されている。設定部5は、例えば、閾値を切り替え可能な切替スイッチで構成されている。 The setting unit 5 is configured to be able to stepwise select and set a threshold to be compared with the level of the frequency spectrum calculated from the electric signal in the line. Further, the setting unit 5 is configured to be able to select and set a threshold value to be compared with the current consumption measured by the current measuring unit 4 step by step. The setting unit 5 is composed of, for example, a changeover switch capable of switching the threshold value.

解析部3の具体的な解析内容は、以下である。例えば、解析部3は、算出した周波数スペクトルにおいて、所定の周波数帯域の範囲内の周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う。「所定の周波数帯域」は、例えば、10MHz以上の範囲の周波数帯域である。 Specific analysis contents of the analysis unit 3 are as follows. For example, in the calculated frequency spectrum, the analysis unit 3 performs analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line, based on the frequency spectrum within a predetermined frequency band. A "predetermined frequency band" is, for example, a frequency band in the range of 10 MHz or higher.

解析部3は、所定の周波数帯域(10MHz以上)の範囲内において、周波数スペクトルのレベルが、所定の閾値T1を超えた場合、線路内に接続異常が発生したと判定する。「所定の閾値T1」は、例えば、50dBμVである。 When the level of the frequency spectrum exceeds a predetermined threshold value T1 within a predetermined frequency band (10 MHz or higher), the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred in the line. The "predetermined threshold value T1" is, for example, 50 dBμV.

また、例えば、解析部3は、接続異常が発生したことにより周波数スペクトルに出現する、接続異常に起因したノイズ成分による、周波数軸上の周期的特徴を利用して、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う。 Further, for example, the analysis unit 3 utilizes periodic characteristics on the frequency axis due to noise components caused by the connection abnormality that appear in the frequency spectrum due to the occurrence of the connection abnormality, so that the connection abnormality occurs in the line. Analysis is performed to determine whether or not

解析部3は、所定の周波数帯域(10MHz以上)の範囲内において、周波数スペクトルのレベルが、周波数軸上の一定間隔で所定の閾値T1を複数回超えた場合、線路内に接続異常が発生したと判定する。「一定間隔で所定の閾値を超える」という特徴は、上記周期的特徴の一つである。「一定間隔」は、例えば、2MHz~3MHzの範囲内の値である。「閾値T1」は、上記と同様に50dBμVである。 When the level of the frequency spectrum exceeds a predetermined threshold value T1 multiple times at regular intervals on the frequency axis within a predetermined frequency band (10 MHz or higher), the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred in the line. I judge. The feature of "exceeding a predetermined threshold at regular intervals" is one of the periodic features. "Constant interval" is, for example, a value within the range of 2 MHz to 3 MHz. The "threshold T1" is 50 dBμV as above.

解析部3は、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出された第一周波数スペクトルと、第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出された第二周波数スペクトルとを比較し、比較結果である第一周波数スペクトルと第二周波数スペクトルとの差分値が所定の閾値T3を超えた場合に、接続異常が発生したと判定する。「所定の閾値T3」は、例えば、20(50-30)dBμVである。 The analysis unit 3 calculates the first frequency spectrum calculated from the electrical signal on the line extending from the first voltage line L1 to the neutral line N, and the electrical signal on the line extending from the second voltage line L2 to the neutral line N. It is compared with the second frequency spectrum calculated from the signal, and when the difference value between the first frequency spectrum and the second frequency spectrum, which is the result of the comparison, exceeds a predetermined threshold value T3, it is determined that a connection abnormality has occurred. . The "predetermined threshold T3" is, for example, 20 (50-30) dBμV.

解析部3は、線路内に接続異常が発生していないテスト環境下で取得されたテスト信号に基づいて算出される比較用周波数スペクトルと、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出された第一周波数スペクトルまたは第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号から算出された第二周波数スペクトルとを比較し、比較結果である両周波数スペクトルの差分値が所定の閾値T4を超えた場合に、接続異常が発生したと判定する。「所定の閾値T4」は、例えば、20(50-30)dBμVである。 The analysis unit 3 compares the frequency spectrum for comparison calculated based on the test signal acquired under the test environment in which no connection abnormality occurs in the line, and the line extending from the first voltage line L1 to the neutral line N Compare the first frequency spectrum calculated from the above electric signal or the second frequency spectrum calculated from the electric signal on the line extending from the second voltage line L2 to the neutral line N, and both frequencies that are the comparison result If the spectrum difference value exceeds a predetermined threshold value T4, it is determined that a connection abnormality has occurred. The "predetermined threshold value T4" is, for example, 20 (50-30) dBμV.

なお、解析部3は、比較結果である両周波数スペクトルの差分値が所定の閾値T4を超えていない場合、その差分値が所定の閾値T5(T5<T4)を超えたか否か判定する。閾値T5を超えている場合には、閾値T5を超える周波数スペクトルが発生する頻度を測定する。解析部3は、その発生する頻度が所定の頻度を上回る場合に、接続異常が発生したと判定してもよい。 When the difference value between both frequency spectra, which is the comparison result, does not exceed a predetermined threshold value T4, the analysis unit 3 determines whether or not the difference value exceeds a predetermined threshold value T5 (T5<T4). If the threshold T5 is exceeded, the frequency of occurrence of frequency spectra exceeding the threshold T5 is measured. The analysis unit 3 may determine that a connection abnormality has occurred when the frequency of occurrence exceeds a predetermined frequency.

解析部3は、線路内の電気信号から算出した周波数スペクトルにおいて、10MHz以上の周波数帯域の周波数スペクトルの最大レベルと、10MHz以下の周波数帯域の周波数スペクトルの最大レベルとを比較し、比較結果である両周波数スペクトルの差分値が所定の閾値T6を超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する。「所定の閾値T6」は、例えば、10dBμVである。 The analysis unit 3 compares the maximum level of the frequency spectrum of the frequency band of 10 MHz or higher and the maximum level of the frequency spectrum of the frequency band of 10 MHz or lower in the frequency spectrum calculated from the electric signal in the line, and the comparison result is When the difference value between both frequency spectra exceeds a predetermined threshold value T6, it is determined that a connection abnormality has occurred in the line. The "predetermined threshold value T6" is, for example, 10 dBμV.

また、例えば、解析部3は、電流計測部4によって計測された負荷Pの消費電流を電流計測部4から受信し、その消費電流の電流値に応じて、線路内の接続異常の解析を行うか否か決定する。解析部3は、電流計測部4によって計測された負荷Pの消費電流が所定の閾値以下の場合に、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う。また、解析部3は、電流計測部4によって計測された負荷Pの消費電流が上昇トレンドである場合には、線路内に接続異常が発生したか否かを判定するための解析を行わない。 Further, for example, the analysis unit 3 receives the consumption current of the load P measured by the current measurement unit 4 from the current measurement unit 4, and analyzes the connection abnormality in the line according to the current value of the consumption current. Decide whether or not When the current consumption of the load P measured by the current measurement unit 4 is equal to or less than a predetermined threshold, the analysis unit 3 performs analysis to determine whether or not a connection abnormality has occurred in the line. Further, when the current consumption of the load P measured by the current measuring unit 4 is in an upward trend, the analysis unit 3 does not perform analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line.

また、解析部3は、解析の結果、線路内に接続異常が発生していると判定した場合、分電盤Dのブレーカ(遮断器)Bを遮断するための遮断信号を分電盤Dへ送信するとともに、接続異常が発生している旨を報知する報知信号を外部へ出力する。 In addition, when the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred in the line as a result of the analysis, the analysis unit 3 sends a cutoff signal to the distribution board D to cut off the breaker (circuit breaker) B of the distribution board D In addition to the transmission, a notification signal for notifying that a connection abnormality has occurred is output to the outside.

次に、図2を参照して、取得部2の構成及び機能について説明する。
図2に示すように、取得部2は、コイルHと、コンデンサCと、抵抗Rと、ローパスフィルタ回路21と、発振器22と、周波数結合部23と、バンドパスフィルタ回路24と、増幅器25と、A/D変換回路26と、を備える。
Next, with reference to FIG. 2, the configuration and functions of the acquisition unit 2 will be described.
As shown in FIG. 2, the acquisition unit 2 includes a coil H, a capacitor C, a resistor R, a low-pass filter circuit 21, an oscillator 22, a frequency coupling unit 23, a band-pass filter circuit 24, and an amplifier 25. , and an A/D conversion circuit 26 .

取得部2は、第一電圧線L1と中性線Nとの線路間に接続される回路と、第二電圧線L2と中性線Nとの線路間に接続される回路とを有する。取得部2は、コイルHの一端部が第一電圧線L1または第二電圧線L2に接続される。また、抵抗Rの一端部が中性線Nに接続される。線路(第一電圧線L1、中性線N、及び第二電圧線L2)のノイズ成分を測定するにあたって、線路のインピーダンスが低ければノイズ量は少なく測定され、反対にインピーダンスが高ければノイズ量は多く測定される。 The acquisition unit 2 includes a circuit connected between the first voltage line L1 and the neutral line N, and a circuit connected between the second voltage line L2 and the neutral line N. One end of the coil H of the acquisition unit 2 is connected to the first voltage line L1 or the second voltage line L2. Also, one end of the resistor R is connected to the neutral line N. As shown in FIG. When measuring the noise component of the line (first voltage line L1, neutral line N, and second voltage line L2), if the impedance of the line is low, the amount of noise will be small, and conversely, if the impedance is high, the amount of noise will be measured a lot.

そこで、電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号及び電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号をローパスフィルタ回路21に通過させた後に、当該電気信号と、発振器22の発振周波数信号と、を周波数結合部23で周波数結合して、ノイズ周波数を分析しやすい中間周波数(「電気信号」-「発振周波数信号」の周波数)に落とす。そして、中間周波数に落とした電気信号をバンドパスフィルタ回路24に入力することで、所定の周波数帯域(例えば、1Hz~10MHz,10MHz~20MHz)の電気信号を取得する。 Therefore, after the electrical signal on the line extending from the voltage line L1 to the neutral line N and the electrical signal on the line extending from the voltage line L2 to the neutral line N are passed through the low-pass filter circuit 21, the electrical signal and the , and the oscillation frequency signal of the oscillator 22 are frequency-coupled by the frequency coupler 23 to reduce the noise frequency to an intermediate frequency (“electrical signal”−“oscillation frequency signal” frequency) that is easy to analyze. Then, by inputting the electric signal whose intermediate frequency has been lowered to the band-pass filter circuit 24, an electric signal in a predetermined frequency band (for example, 1 Hz to 10 MHz, 10 MHz to 20 MHz) is acquired.

このとき、バンドパスフィルタ回路24が抵抗(50Ω)で終端される定インピーダンス回路として構成されているので、線路側から見た接続異常判定装置1のインピーダンスが固定されて、電気信号に含まれるノイズ成分の揺れ幅を小さくできる。バンドパスフィルタ回路24を通過した電気信号は、増幅器25で所定の振幅に増幅され、A/D変換回路26でデジタル信号に変換された後に、解析部3に入力される。 At this time, since the band-pass filter circuit 24 is configured as a constant impedance circuit terminated with a resistor (50Ω), the impedance of the connection abnormality determination device 1 as viewed from the line side is fixed, and the noise contained in the electrical signal is reduced. It is possible to reduce the fluctuation width of the component. The electrical signal that has passed through the bandpass filter circuit 24 is amplified to a predetermined amplitude by the amplifier 25 , converted to a digital signal by the A/D conversion circuit 26 , and then input to the analysis section 3 .

次に、図3から図6を参照して、接続異常判定装置1による具体的な解析動作例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 3 to 6, a specific analysis operation example by the connection abnormality determination device 1 will be described.

図3は、負荷Pとして、オーブントースターが駆動されているときの電気信号を用いて算出された周波数スペクトルである。そして、図3(a)が線路内に接続異常が発生していないときの比較用周波数スペクトルであり、図3(b)が線路内に接続異常が発生しているときの周波数スペクトルである。図4は、負荷Pとして、掃除機が駆動されているときの電気信号を用いて算出された周波数スペクトルであり、(a)が線路内に接続異常が発生していないときの比較用周波数スペクトル、(b)が線路内に接続異常が発生しているときの周波数スペクトルである。図5は、負荷Pとして、かき氷機が駆動されているときの電気信号を用いて算出された周波数スペクトルであり、(a)が線路内に接続異常が発生していないときの比較用周波数スペクトル、(b)が線路内に接続異常が発生しているときの周波数スペクトルである。 FIG. 3 is a frequency spectrum calculated using an electric signal as the load P when the toaster oven is driven. FIG. 3(a) is a frequency spectrum for comparison when no connection abnormality occurs in the line, and FIG. 3(b) is a frequency spectrum when connection abnormality occurs in the line. FIG. 4 is a frequency spectrum calculated using an electric signal when a vacuum cleaner is driven as the load P, and (a) is a frequency spectrum for comparison when no connection abnormality occurs in the line. , (b) are frequency spectra when a connection abnormality occurs in the line. FIG. 5 shows the frequency spectrum calculated using an electric signal when the shaved ice machine is driven as the load P. (a) is the frequency spectrum for comparison when no connection abnormality occurs in the line. , (b) are frequency spectra when a connection abnormality occurs in the line.

(第一動作例)
接続異常判定装置1の取得部2は、分電盤D内の第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路上の電気信号と、第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路上の電気信号とを取得する。なお、負荷Pとして接続されている家電機器は電源スイッチがオンされた状態であるとする。
(First operation example)
The acquisition unit 2 of the connection abnormality determination device 1 acquires the electric signal on the line from the first voltage line L1 to the neutral line N in the distribution board D and the electric signal from the second voltage line L2 to the neutral line N. Acquire electrical signals on the track. It is assumed that the power switch of the home appliance connected as the load P is turned on.

接続異常判定装置1の解析部3は、取得部2で取得された電気信号を高速フーリエ変換により周波数分析して周波数スペクトルを算出する。 The analysis unit 3 of the connection abnormality determination device 1 performs frequency analysis on the electric signal acquired by the acquisition unit 2 by fast Fourier transform to calculate a frequency spectrum.

図3(a)、図4(a)、及び図5(a)に示すように、接続異常が発生していないときの比較用周波数スペクトルは、10MHz~20MHzの周波数帯域において、ノイズレベル(負荷としての家電機器の駆動に起因する負荷ノイズ)が50dBμV以下である。負荷の種類によってノイズレベルが相違するが、いずれの負荷においても50dBμV以下になる。これに対して、図3(b)、図4(b)、及び図5(b)に示すように、接続異常が発生しているときの周波数スペクトルは、10MHz~20MHzの周波数帯域において、ノイズレベルが大きく変動している。なお、「ノイズレベル」とは、電気信号の強度を意味し、図における縦軸の値を示す。 As shown in FIGS. 3(a), 4(a), and 5(a), the frequency spectrum for comparison when no connection abnormality occurs shows that the noise level (load (load noise caused by driving home appliances) is 50 dBμV or less. Although the noise level differs depending on the type of load, it is 50 dBμV or less for any load. On the other hand, as shown in FIGS. 3(b), 4(b), and 5(b), the frequency spectrum when the connection abnormality occurs shows noise in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz. The levels fluctuate greatly. The "noise level" means the intensity of an electrical signal, and the value on the vertical axis in the figure is shown.

そこで、解析部3は、10MHz~20MHzの周波数帯域において、周波数スペクトルのノイズレベルが閾値T1である50dBμVを超えているか否か判定する。解析部3は、10MHz~20MHzの周波数帯域において、周波数スペクトルのノイズレベルが50dBμVを超えている場合に、その線路内に接続異常が発生していると判定する。解析部3は、接続異常が発生していると判定した場合、遮断信号と報知信号を出力する。遮断信号に基づいてブレーカBが遮断されるとともに、報知信号に基づいて例えばアラーム音が出力される。 Therefore, the analysis unit 3 determines whether or not the noise level of the frequency spectrum exceeds the threshold value T1 of 50 dBμV in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz. When the noise level of the frequency spectrum exceeds 50 dBμV in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz, the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred in the line. When the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred, the analysis unit 3 outputs a cutoff signal and a notification signal. The breaker B is cut off based on the cut-off signal, and an alarm sound, for example, is output based on the notification signal.

(第二動作例)
上記第一動作例と同様に、取得部2は、線路内の電気信号を取得する。また、解析部3は、取得された電気信号を高速フーリエ変換して周波数スペクトルを算出する。
(Second operation example)
As in the first operation example described above, the acquisition unit 2 acquires an electrical signal in the track. Further, the analysis unit 3 performs fast Fourier transform on the acquired electrical signal to calculate a frequency spectrum.

図3(b)、図4(b)及び図5(b)に示すように、接続異常が発生しているときの周波数スペクトルは、10MHz~20MHzの周波数帯域において、ノイズレベルが周波数軸上の一定の間隔(2MHz~3MHzの範囲内の一定の間隔)で大きく変動している。 As shown in FIGS. 3(b), 4(b), and 5(b), the frequency spectrum when the connection abnormality occurs shows that the noise level is It fluctuates greatly at constant intervals (constant intervals within the range of 2 MHz to 3 MHz).

具体的には、図3(b)において、周波数スペクトルのノイズレベルは、破線で示す14MHz付近と17MHz付近と20MHz付近で大きく変動している。その変動最大値は、50dBμV以上に達している。そして、これら14MHzと17MHzと20MHzは、周波数軸上において、約3MHz間隔で周期的である。 Specifically, in FIG. 3(b), the noise level of the frequency spectrum fluctuates significantly around 14 MHz, around 17 MHz, and around 20 MHz indicated by broken lines. The maximum fluctuation reaches 50 dBμV or more. These 14 MHz, 17 MHz, and 20 MHz are periodic at approximately 3 MHz intervals on the frequency axis.

そこで、解析部3は、10Hz~20MHzの周波数帯域において、周波数スペクトルのノイズレベルが2MHz~3MHzの範囲内の一定の間隔で、複数回において閾値T1である50dBμVを超えているか否か判定し、当該一定の間隔で複数回超えている場合に、その線路内に接続異常が発生していると判定する。解析部3は、接続異常が発生していると判定した場合、遮断信号と報知信号を出力する。 Therefore, in the frequency band of 10 Hz to 20 MHz, the analysis unit 3 determines whether the noise level of the frequency spectrum exceeds the threshold T1 of 50 dBμV multiple times at regular intervals within the range of 2 MHz to 3 MHz, If the constant interval is exceeded multiple times, it is determined that a connection abnormality has occurred in the line. When the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred, the analysis unit 3 outputs a cutoff signal and a notification signal.

(第三動作例)
上記第一動作例と同様に、取得部2は、線路内の電気信号を取得する。また、解析部3は、取得された電気信号を高速フーリエ変換して周波数スペクトルを算出する。
(Third operation example)
As in the first operation example described above, the acquisition unit 2 acquires an electrical signal in the track. Further, the analysis unit 3 performs fast Fourier transform on the acquired electrical signal to calculate a frequency spectrum.

図3(b)、図4(b)及び図5(b)に示すように、接続異常が発生している場合には、1Hz~10MHzの周波数帯域における周波数スペクトルのレベルと、10MHz~20MHzの周波数帯域における周波数スペクトルのレベルとを比較すると、10MHz~20MHzの周波数帯域における周波数スペクトルのレベルの方が大きい。 As shown in FIGS. 3(b), 4(b) and 5(b), when a connection abnormality occurs, the level of the frequency spectrum in the frequency band of 1 Hz to 10 MHz and the level of 10 MHz to 20 MHz Comparing the level of the frequency spectrum in the frequency band, the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz is higher.

そこで、解析部3は、算出した周波数スペクトルにおいて、10MHz~20MHzの周波数帯域の周波数スペクトルのレベルの方が10MHz以下の周波数帯域の周波数スペクトルのレベルよりも大きく、両周波数スペクトルの最大値の差分値が閾値T6である10dBμVを超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する。解析部3は、接続異常が発生していると判定した場合、遮断信号と報知信号を出力する。 Therefore, in the calculated frequency spectrum, the analysis unit 3 determines that the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz is higher than the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz or less, and the difference value between the maximum values of both frequency spectra exceeds the threshold value T6 of 10 dBμV, it is determined that a connection abnormality has occurred in the line. When the analysis unit 3 determines that a connection abnormality has occurred, the analysis unit 3 outputs a cutoff signal and a notification signal.

(第四動作例)
負荷Pとして接続される家電機器が運転されている際には、家電機器特有の周波数のノイズが発生される。したがって、線路から取得される電気信号中には、家電機器から発生する負荷ノイズが含まれ得る。そこで、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するにあたり、負荷P(家電機器)から発生するノイズの影響を抑制するために、接続異常判定装置1の解析部3は、以下のような解析を行う。
(Fourth operation example)
When the home appliance connected as the load P is in operation, noise with a frequency peculiar to the home appliance is generated. Therefore, the electrical signal obtained from the line may contain load noise generated from the home appliance. Therefore, in order to suppress the influence of noise generated from the load P (home appliance) when determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line, the analysis unit 3 of the connection abnormality determination device 1 performs the following: perform such an analysis.

図6は、ある4人世帯の一日の電力消費量の一例を示す図である。図6に示されるように、人が活動を開始する朝食時付近と、人が外出先から帰宅して食事する夕食時付近で電力消費量が多く、外出する人が多い時間帯である昼間と、人が就寝する深夜の時間帯で電力消費量が少ない傾向にある。 FIG. 6 is a diagram showing an example of daily power consumption of a four-person household. As shown in FIG. 6, power consumption is high around breakfast when people start their activities and around dinner when people return home from outside and have meals, and during the daytime when many people go out. , Electricity consumption tends to be low in the late-night hours when people go to bed.

そこで、解析部3は、電流計測部4で計測された負荷Pの消費電流を電流計測部4から受信し、その消費電流から算出される電力消費量が閾値T2である0.4KWh以下である場合に、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う。 Therefore, the analysis unit 3 receives the current consumption of the load P measured by the current measurement unit 4 from the current measurement unit 4, and the power consumption calculated from the current consumption is 0.4 KWh or less, which is the threshold value T2. In this case, analysis is performed to determine whether or not a connection abnormality has occurred in the track.

なお、接続異常が発生しているか否かの判定の仕方については、上記第一動作例から第三動作例と同様である。 The method of determining whether or not a connection abnormality has occurred is the same as in the first to third operation examples.

(第五動作例)
負荷Pとして接続される家電機器の種類によっては、例えば、誘電負荷やインバータ負荷などが接続される場合には、これらの家電機器から高いノイズが発生し得る。したがって、これらの家電機器の駆動時には、家電機器から発生するノイズによって、線路内に接続異常が発生しているか否かの判定に影響を及ぼす可能性が高くなる。そこで、これらの家電機器から発生するノイズによって接続異常の発生の誤判定を防ぐために、接続異常判定装置1の解析部3は、以下のような解析を行う。
(Fifth operation example)
Depending on the type of home appliance connected as the load P, for example, when a dielectric load or an inverter load is connected, these home appliances may generate high noise. Therefore, when these home appliances are driven, there is a high possibility that the noise generated from the home appliances will affect the determination of whether or not there is a connection abnormality in the line. Therefore, in order to prevent erroneous determination of occurrence of connection abnormality due to noise generated from these home appliances, the analysis unit 3 of the connection abnormality determination device 1 performs the following analysis.

解析部3は、電流計測部4で計測された負荷Pの消費電流を電流計測部4から受信し、受信した消費電流の状態を測定する。また、解析部3は、取得部2で取得された電気信号に基づいて周波数スペクトルを算出する。解析部3は、周波数スペクトルのノイズレベルが閾値T1(50dBμV)を超えたと判定された場合、上記負荷Pの消費電流が上昇トレンドであるか判定する。解析部3は、負荷Pの消費電流が上昇トレンドであると判定された場合、周波数スペクトルのノイズレベルが閾値T1(50dBμV)を超えたタイミングと、負荷Pの消費電流の上昇トレンドのタイミングとを比較する。解析部3は、両者のタイミングが合致している場合には、ノイズレベルが大きくなったのはその負荷Pの影響によるものであると判定して、線路内に接続異常が発生したか否かを判定するための解析を行わない。 The analysis unit 3 receives the consumption current of the load P measured by the current measurement unit 4 from the current measurement unit 4 and measures the state of the received current consumption. Also, the analysis unit 3 calculates a frequency spectrum based on the electrical signal acquired by the acquisition unit 2 . When it is determined that the noise level of the frequency spectrum has exceeded the threshold value T1 (50 dBμV), the analysis unit 3 determines whether the current consumption of the load P is on an upward trend. When it is determined that the current consumption of the load P is in an upward trend, the analysis unit 3 determines the timing when the noise level of the frequency spectrum exceeds the threshold value T1 (50 dBμV) and the timing of the upward trend of the current consumption of the load P. compare. If the timings of the two match, the analysis unit 3 determines that the increase in the noise level is due to the influence of the load P, and determines whether a connection abnormality has occurred in the line. No analysis is performed to determine

(第六動作例)
解析部3は、接続異常の発生の誤判定を抑制するために、以下のような解析を行ってもよい。
(Sixth example of operation)
The analysis unit 3 may perform the following analysis in order to suppress erroneous determination of occurrence of connection abnormality.

解析部3は、線路内に接続異常が発生していると判定した場合、その判定時に、電流計測部4で計測された負荷Pの消費電流が上昇していたか否か測定する。解析部3は、判定時に負荷Pの消費電流が上昇している状況であった場合、消費電流の上昇に伴う「仮判定」としてその判定を一旦記憶する。その後、同様に負荷Pの消費電流の上昇に伴って、線路内に接続異常が発生していると判定した場合には、その判定頻度が所定の閾値(例えば、10分間に5回)を超えるか否か判定する。そして、解析部3は、判定頻度が所定の閾値を超える場合には、これらの判定が負荷Pの消費電流の上昇に伴う誤判定であったと判断する。そこで、解析部3は、線路内に接続異常が発生したと判定する周波数スペクトルのレベルの閾値Tを、現在設定されている閾値Tから変更するように報知信号を出力する。この場合、報知信号に基づいて、例えば、スピーカから「この負荷(家電機器)をこの後も長期間使用する場合には、設定部を操作して判定閾値を上げてください」とアナウンスしてもよい。 When determining that a connection abnormality has occurred in the line, the analysis unit 3 measures whether or not the consumption current of the load P measured by the current measurement unit 4 has increased at the time of determination. If the current consumption of the load P is increasing at the time of determination, the analysis unit 3 temporarily stores the determination as a "provisional determination" accompanying the increase in current consumption. After that, when it is determined that a connection abnormality has occurred in the line as the current consumption of the load P similarly increases, the determination frequency exceeds a predetermined threshold (for example, 5 times in 10 minutes). or not. Then, when the determination frequency exceeds a predetermined threshold value, the analysis unit 3 determines that these determinations were erroneous determinations due to an increase in current consumption of the load P. Therefore, the analysis unit 3 outputs a notification signal to change the threshold value T of the level of the frequency spectrum for determining that a connection abnormality has occurred in the line from the currently set threshold value T. FIG. In this case, based on the notification signal, for example, even if the speaker announces, "If this load (home appliance) is to be used for a long period of time, please operate the setting unit to increase the determination threshold." good.

以上説明したように、接続異常判定装置1によれば、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路内の電気信号と、第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路内の電気信号とを取得して、これらの電気信号を周波数スペクトルに算出し、周波数スペクトルに基づいて接続異常が発生しているか否かを判定する。このため、線路内に発生する接続異常とは直接的な関係性が低い環境要因(例えば、負荷(家電機器)による負荷ノイズ)を電気信号から区別しやすくなり、接続異常に起因するノイズ成分の特徴を捉えやすくなる。これにより、接続異常を精度良く判定することが可能となる。 As described above, according to the connection abnormality determination device 1, the electric signal in the line continuing from the first voltage line L1 to the neutral line N and the electric signal in the line continuing from the second voltage line L2 to the neutral line N are acquired, the frequency spectrum of these electrical signals is calculated, and whether or not a connection abnormality has occurred is determined based on the frequency spectrum. As a result, it becomes easier to distinguish environmental factors that have a low direct relationship to connection abnormalities that occur on the line (for example, load noise caused by loads (home appliances)) from electrical signals. Easier to catch features. This makes it possible to determine the connection abnormality with high accuracy.

また、接続異常判定装置1によれば、線路内から取得した電気信号を高速フーリエ変換で周波数分析して周波数スペクトルを算出し、算出した周波数スペクトルに基づいて接続異常の発生を判定する。このため、接続異常初期段階のノイズ特性を捉えることができ、より早期段階で接続異常の検出が可能である。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, an electric signal obtained from inside the line is frequency-analyzed by fast Fourier transform to calculate a frequency spectrum, and occurrence of connection abnormality is determined based on the calculated frequency spectrum. Therefore, it is possible to capture the noise characteristics in the initial stage of the connection abnormality, and to detect the connection abnormality at an earlier stage.

また、接続異常判定装置1によれば、周波数スペクトルに出現する周波数軸上の周期的な特徴部を利用して、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定する。このように、周波数スペクトルに出現する周波数軸上の周期的特徴を、接続異常に起因するノイズ成分の特徴として捉えることにより、接続異常の発生を精度良く判定することが可能となる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, it is determined whether or not a connection abnormality has occurred in the line by using a periodic feature on the frequency axis that appears in the frequency spectrum. In this way, it is possible to accurately determine the occurrence of a connection abnormality by capturing the periodic feature on the frequency axis appearing in the frequency spectrum as a feature of the noise component caused by the connection abnormality.

ところで、線路内において判断線が生じた場合、負荷として接続されている家電機器の種類等によって多少の相違はあるが、発生する火花ノイズは、ノイズ幅及び立ち上がり時間が極端に短い急峻なパルス波のものが多い。そして、このような急峻な火花ノイズは、周波数スペクトルの高調波帯域で出現しやすい傾向にある。このため、判断線で発生したノイズは高調波領域でノイズレベルが高くなると推測される。 By the way, when a judgment line is generated in a railway line, the generated spark noise is a sharp pulse wave with an extremely short noise width and rise time, although there are some differences depending on the type of home appliance connected as a load. There are many things. Such steep spark noise tends to appear in the harmonic band of the frequency spectrum. Therefore, it is presumed that the noise generated in the decision line has a high noise level in the harmonic region.

そこで、本接続異常判定装置1では、10MHz~20MHzの範囲内の周波数スペクトルにおいて、周波数スペクトルのレベルが閾値T1(50dBμV)を超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定することとした。これにより、家電機器等に代表される負荷Pの負荷ノイズによる影響を線路上の電気信号から区別することができ、接続異常に起因するノイズ成分の特徴を捉えやすくなる。 Therefore, the connection abnormality determination device 1 determines that a connection abnormality has occurred in the line when the level of the frequency spectrum exceeds the threshold T1 (50 dBμV) in the frequency spectrum within the range of 10 MHz to 20 MHz. did. This makes it possible to distinguish the influence of load noise on the load P, which is represented by home electric appliances, from the electric signal on the line, making it easier to grasp the characteristics of the noise component caused by the abnormal connection.

さらに、接続異常判定装置1によれば、10MHz~20MHzの範囲内の周波数スペクトルにおいて、周波数スペクトルのレベルが、周波数軸上の例えば2MHz~3MHzの一定の間隔で閾値T1(50dBμV)を超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する。これにより、家電機器等に代表される負荷Pのノイズによる影響を線路上の電気信号から区別することができ、接続異常に起因するノイズ成分の特徴をさらに捉えやすくなる。 Furthermore, according to the connection abnormality determination device 1, in the frequency spectrum within the range of 10 MHz to 20 MHz, when the level of the frequency spectrum exceeds the threshold value T1 (50 dBμV) at a constant interval of 2 MHz to 3 MHz on the frequency axis Then, it is determined that a connection abnormality has occurred in the line. This makes it possible to distinguish the influence of noise from the load P, which is typified by home appliances, from the electric signal on the line, making it easier to understand the characteristics of the noise component caused by the connection abnormality.

また、接続異常判定装置1によれば、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路内の電気信号から算出された第一周波数スペクトルと、第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路内の電気信号から算出された第二周波数スペクトルとを比較し、両周波数スペクトルの差分値が閾値T3である20(50-30)dBμVを超えた場合に、接続異常が発生したと判定する。単相3線式の場合、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路内および第二電圧線L2から中性N線へと続く線路内の両方において、同時に接続異常が発生する場合は比較的に少ない。このため、上記のように両周波数スペクトルの差分値に基づいて判定することで、線路内に発生する接続異常とは直接的な関係性が低い環境要因(例えば、負荷(家電機器)による負荷ノイズ)を電気信号から排除して、接続異常の有無を判定することができる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, the first frequency spectrum calculated from the electric signal in the line continuing from the first voltage line L1 to the neutral line N, and the second voltage line L2 to the neutral line N and the second frequency spectrum calculated from the electrical signal in the following line, and when the difference value between both frequency spectra exceeds the threshold value T3 of 20 (50-30) dBμV, it is determined that a connection abnormality has occurred. judge. In the case of a single-phase three-wire system, when connection abnormalities occur simultaneously in both the line extending from the first voltage line L1 to the neutral line N and the line extending from the second voltage line L2 to the neutral line N. are relatively few. For this reason, by making a judgment based on the difference between both frequency spectra as described above, environmental factors that have a low direct relationship to connection abnormalities that occur in the line (for example, load noise caused by loads (home appliances)) ) can be excluded from the electrical signal to determine whether there is an abnormality in the connection.

また、接続異常判定装置1によれば、線路内に接続異常が発生していないテスト環境下で取得されたテスト信号に基づいて算出される比較用周波数スペクトルと、第一電圧線L1から中性線Nへと続く線路内の電気信号から算出された周波数スペクトルまたは第二電圧線L2から中性線Nへと続く線路内の電気信号から算出された周波数スペクトルとを比較し、両周波数スペクトルの差分値が閾値T4である20(50-30)dBμVを超えた場合に、接続異常が発生したと判定する。このように、線路内に接続異常が発生していないテスト環境下の比較用周波数スペクトルのレベルと、本稼働時に取得される周波数スペクトルのレベルとを比較することで、線路内に発生する接続異常とは直接的な関係性が低い環境要因(例えば、負荷(家電機器)による負荷ノイズ)を電気信号から排除して、接続異常の有無を判定することができる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, the frequency spectrum for comparison calculated based on the test signal acquired under the test environment in which no connection abnormality occurs in the line, and the neutral spectrum from the first voltage line L1 Compare the frequency spectrum calculated from the electrical signal in the line leading to the line N or the frequency spectrum calculated from the electrical signal in the line leading from the second voltage line L2 to the neutral line N, and both frequency spectra If the difference value exceeds 20 (50-30) dBμV, which is the threshold value T4, it is determined that a connection abnormality has occurred. In this way, by comparing the level of the frequency spectrum for comparison under the test environment where there is no connection abnormality in the line with the level of the frequency spectrum obtained during the actual operation, it is possible to detect the connection abnormality that occurs in the line. It is possible to determine whether or not there is a connection abnormality by excluding environmental factors (for example, load noise caused by a load (household appliance)) that have a low direct relationship with the electrical signal.

また、接続異常判定装置1によれば、10MHz~20MHzの周波数帯域の周波数スペクトルのレベルの方が10MHz以下の周波数帯域の周波数スペクトルのレベルよりも大きく、両周波数スペクトルの差分値が閾値T6である10dBμVを超える場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する。これにより、家電機器等に代表される負荷Pの負荷ノイズを線路上の電気信号から区別することができ、接続異常に起因するノイズ成分の特徴を捉えやすくなる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz to 20 MHz is higher than the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz or less, and the difference value between the two frequency spectrums is the threshold value T6. If it exceeds 10 dBμV, it is determined that a connection abnormality has occurred in the line. As a result, it is possible to distinguish the load noise of the load P, which is represented by a home electric appliance, from the electric signal on the line, making it easier to grasp the characteristics of the noise component caused by the connection abnormality.

また、接続異常判定装置1によれば、電流計測部4で計測された負荷Pの消費電流から算出される電力消費量が閾値T2である0.4KWh以下である場合に、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定する。これにより、家電機器等に代表される負荷の負荷ノイズの影響に起因した、接続異常の発生の誤判定を低減させることができる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, when the power consumption calculated from the current consumption of the load P measured by the current measuring unit 4 is 0.4 KWh or less, which is the threshold value T2, the connection abnormality is detected in the line. is occurring. As a result, it is possible to reduce erroneous determination of the occurrence of a connection abnormality due to the influence of load noise of a load represented by home electric appliances and the like.

また、接続異常判定装置1によれば、電流計測部4で計測された負荷Pの消費電流が上昇トレンドである場合には、線路内に接続異常が発生したか否かを判定しない。これにより、家電機器等に代表される負荷の負荷ノイズの影響に起因した、接続異常の発生の誤判定を低減させることができる。 Further, according to the connection abnormality determination device 1, when the consumption current of the load P measured by the current measuring unit 4 is in an upward trend, it is not determined whether or not a connection abnormality has occurred in the line. As a result, it is possible to reduce erroneous determination of the occurrence of a connection abnormality due to the influence of load noise of a load represented by home electric appliances and the like.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, etc. as appropriate. In addition, the material, shape, size, numerical value, form, number, location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and not limited as long as the present invention can be achieved.

例えば、上記実施形態では、配電方式が単相3線式の場合について説明したが、この方式に限られない。例えば、単相2線式であってもよいし、あるいは三相3線式であってもよい。 For example, in the above embodiment, the case where the power distribution system is the single-phase three-wire system has been described, but the system is not limited to this system. For example, it may be a single-phase two-wire system or a three-phase three-wire system.

また、上記実施形態では、接続異常判定装置が分電盤内に組み込まれる場合について説明したが、この形態に限られない。例えば、接続異常判定装置は、分電盤の外部に設置される形態の装置であってもよいし、あるいは分電盤とは分離して携帯可能な検査用の装置であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the connection abnormality determination device is incorporated in the distribution board has been described, but the present invention is not limited to this form. For example, the connection abnormality determination device may be a device installed outside the distribution board, or may be a device for inspection that is separated from the distribution board and is portable.

また、上記実施形態では、接続異常判定装置が一般家庭に設置されている分電盤に組み込まれる場合について説明したが、この形態に限られない。例えば、接続異常判定装置は、事務所、会社、工場、商業施設等に設置されている分電盤に組み込まれる場合であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, a case where the connection abnormality determination device is incorporated in a distribution board installed in a general household has been described, but the present invention is not limited to this form. For example, the connection abnormality determination device may be installed in a distribution board installed in an office, company, factory, commercial facility, or the like.

1:接続異常判定装置、2:取得部、3:解析部、4:電流計測部、5:設定部、21:ローパスフィルタ回路、22:発振器、23:周波数結合部、24:バンドパスフィルタ回路、25:増幅器、26:A/D変換回路、31:記憶部、32:比較部、33:判定部、B:ブレーカ(遮断器)、D:分電盤、L1:第一電圧線、L2:第二電圧線、N:性線、P:負荷(家電機器等) 1: connection abnormality determination device, 2: acquisition unit, 3: analysis unit, 4: current measurement unit, 5: setting unit, 21: low-pass filter circuit, 22: oscillator, 23: frequency coupling unit, 24: band-pass filter circuit , 25: amplifier, 26: A/D conversion circuit, 31: storage unit, 32: comparison unit, 33: determination unit, B: breaker (breaker), D: distribution board, L1: first voltage line, L2 : Second voltage line, N: Sex line, P: Load (household appliances, etc.)

Claims (9)

線路上の電気信号を取得する取得部と、
前記電気信号を用いて周波数軸上のデータである周波数スペクトルを算出し、当該周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う解析部と、
を備える、
接続異常判定装置。
an acquisition unit that acquires an electrical signal on the track;
an analysis unit that calculates a frequency spectrum, which is data on the frequency axis, using the electrical signal, and performs analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the frequency spectrum;
comprising
Connection abnormality determination device.
前記解析部は、前記周波数スペクトルに出現する周波数軸上の周期的特徴を利用して、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う、
請求項1に記載の接続異常判定装置。
The analysis unit uses periodic features on the frequency axis that appear in the frequency spectrum to perform analysis for determining whether a connection abnormality has occurred in the line.
2. The connection abnormality determination device according to claim 1.
前記解析部は、10MHz以上の周波数帯域の前記周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う、
請求項1または請求項2に記載の接続異常判定装置。
The analysis unit performs analysis to determine whether a connection abnormality has occurred in the line based on the frequency spectrum of a frequency band of 10 MHz or higher.
3. The connection abnormality determination device according to claim 1 or 2.
前記解析部は、
線路内に接続異常が発生していないテスト環境下で取得されたテスト信号に基づいて算出される比較用周波数スペクトルが記憶される記憶部と、
前記比較用周波数スペクトルのレベルと、前記取得部が取得した前記周波数スペクトルのレベルとを比較する比較部と、
前記比較部が比較した比較結果に基づいて、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定する判定部と、
を有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の接続異常判定装置。
The analysis unit is
a storage unit that stores a frequency spectrum for comparison calculated based on a test signal acquired under a test environment in which no connection abnormality occurs in the line;
a comparison unit that compares the level of the frequency spectrum for comparison with the level of the frequency spectrum acquired by the acquisition unit;
a determination unit that determines whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the comparison result compared by the comparison unit;
having
The connection abnormality determination device according to any one of claims 1 to 3.
前記線路は、第一電圧線と、中性線と、第二電圧線とを有し、
前記解析部は、前記第一電圧線と前記中性線との線路間の電気信号から算出された第一周波数スペクトルと、前記第二電圧線と前記中性線との線路間の電気信号から算出された第二周波数スペクトルとを比較して、比較結果である差分値が所定の閾値を超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の接続異常判定装置。
The line has a first voltage line, a neutral line, and a second voltage line,
The analysis unit calculates a first frequency spectrum calculated from an electric signal between the first voltage line and the neutral line, and an electric signal between the second voltage line and the neutral line. comparing with the calculated second frequency spectrum, and determining that a connection abnormality has occurred in the line when the difference value as a result of the comparison exceeds a predetermined threshold;
The connection abnormality determination device according to any one of claims 1 to 4.
さらに、
線路上を流れる消費電流を計測する電流計側部を、備え、
前記解析部は、前記消費電流が所定の閾値以下の場合に、線路内に接続異常が発生しているか否かを判定するための解析を行う、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の接続異常判定装置。
moreover,
Equipped with an ammeter side part that measures the current consumption flowing on the line,
The analysis unit performs analysis to determine whether a connection abnormality has occurred in the line when the current consumption is equal to or less than a predetermined threshold.
The connection abnormality determination device according to any one of claims 1 to 5.
さらに、
線路上を流れる消費電流を計測する電流計側部を、備え、
前記解析部は、前記消費電流が上昇トレンドである場合、線路内に接続異常が発生したか否かを判定するための解析を行わない、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の接続異常判定装置。
moreover,
Equipped with an ammeter side part that measures the current consumption flowing on the line,
The analysis unit does not perform analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line when the current consumption is in an upward trend.
The connection abnormality determination device according to any one of claims 1 to 6.
前記解析部は、
10MHz以上の周波数帯域の前記周波数スペクトルのレベルと、10MHz以下の周波数帯域の前記周波数スペクトルのレベルとを比較し、比較結果である差分値が所定の閾値を超えた場合に、線路内に接続異常が発生したと判定する、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の接続異常判定装置。
The analysis unit is
The level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz or more is compared with the level of the frequency spectrum in the frequency band of 10 MHz or less, and if the difference value as a comparison result exceeds a predetermined threshold, there is an abnormality in the connection in the line. determine that has occurred,
The connection abnormality determination device according to any one of claims 1 to 7.
線路上の電気信号を取得する取得工程と、
前記電気信号を用いて周波数軸上のデータである周波数スペクトルを算出し、当該周波数スペクトルに基づいて、線路内に接続異常が発生したか否かを判定するための解析を行う解析工程と、
を有する、
接続異常判定方法。
an acquisition step of acquiring an electrical signal on the track;
an analysis step of calculating a frequency spectrum, which is data on the frequency axis, using the electrical signal, and performing analysis for determining whether or not a connection abnormality has occurred in the line based on the frequency spectrum;
having
Connection error determination method.
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