JP2745149B2 - 信号回線の断線検知方法及びこの方法を用いた断線検知システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、信号回線の断線検知方法及びこの方法を用
いた断線検知システムに関する ［従来の技術］ 近時、ビルの高層化などに伴い、防災システムが多く
使用されて来ている。

このような防災システムでは、システムの信頼性を向
上するため、火災感知器などの複数の端末機器が接続さ
れた信号回線の断線あるいは短絡が発生した場合に、直
ちに異常を通報するような対策が施されているのが通例
である。

ここで、信号回線の断線を検知するには、例えば、信
号回線の設置時に信号回線に接続された端末機器への供
給電流レベルを測定し、この供給電流が低下したことを
判別して断線検知信号を出力するような方法が考えられ
る。

しかし、このような方法であれば、信号回線に接続さ
れる端末機器の数に応じて供給電流のレベルが変動する
ので、信号回線を設置する毎に供給電流レベルを測定し
て断線を検知するための断線検知レベルを変化させる必
要があり、手間がかかる上に断線検知レベルの設定を間
違えると断線検知を行なうことができなくなり信頼性に
乏しいものとなってしまう。

そこで、従来から第４図に示すような断線検知システ
ム100が多く使用されている。図において101は信号回線
ｌの断線を検知する断線検知回路、Ｒは信号回線ｌの終
端に接続された終端抵抗であり、これら断線検知回路10
1、信号回線ｌ及び終端抵抗Ｒで断線検知システム100を
構成している。

また、Ｓ・・は信号回線ｌに接続された端末機器であ
る火災感知器を示している。

この断線検知システム100では、一つの火災感知器Ｓ
の内部抵抗値に比べて終端抵抗Ｒの抵抗値を充分に小さ
くし、信号回線ｌに接続可能な火災感知器Ｓの数を予め
規定している。

そして、第５図（ｂ）に示すように、接続可能な最大
数ｎ個の火災感知器Ｓの全てに供給する電流レベルより
も高く、且つ、第５図（ａ）に示すように一つの火災感
知器Ｓに供給する電流レベルと終端抵抗Ｒに供給する電
流レベルとの和の電流レベルよりも低い電流レベルの範
囲内において断線検知回路部101の断線検知レベルを設
定することにより、規定数内の任意の戸数の火災感知器
Ｓが接続された場合でも断線検知レベルを固定して断線
検知を行なうことを可能としている。

このような設定を行なった断線検知回路100では、信
号回線ｌの抵抗成分を充分小さいとして省略すれば、断
線検知回路部101から信号回線ｌに加えられる電圧レベ
ルをＶ、火災感知器Ｓの内部抵抗をｓ、火災感知器Ｓの
数をｎとすると、定常状態で信号回線ｌに流れる電流レ
ベルＩは Ｉ＝ｎ・（V/s）＋V/Rとなる。

そして、信号回線ｌが例えばイの部分で断線したとき
には、信号回線ｌに流れる電流レベルＩはゼロとなり、
また、信号回線ｌがロの部分で断線したときには、信号
回線ｌに流れる電流レベルＩがＩ＝ｎ・ｉとなるので、
信号回線ｌのいずれの部分で断線が生じたときでも、終
端抵抗Ｒを流れる電流V/Rがゼロになる。

従って、信号回線ｌ上で断線が発生すれば、終端抵抗
Ｒに供給される電流が必ずゼロになるので、この電流変
動によって信号回線ｌに供給される電流レベルが断線検
知レベルよりも低下するように設定しておけば、断線検
知回路101で断線を検知して断線検知信号を出力するこ
とにより、直ちに断線の発生を報知することが可能とな
り、システムの信頼性の向上を図っている。

しかしながら、このような構成の断線検知回路100で
は、断線の検知を行なうために、終端抵抗Ｒの抵抗値を
火災感知器Ｓの内部抵抗に比べて充分に小さくする必要
があるので、抵抗Ｒでの消費電力（信号回線ｌに供給す
る電力）が増大する。また、信号線ｌが多芯線で構成さ
れているような場合、芯線の大部分が断線し、残りの芯
線だけが接続されているような場合（以下不完全な断線
と記載）が発生することがあり、このような場合、第５
図（ａ）に示すように、信号回線ｌに接続されている火
災感知器Ｓの数が一つの場合には、信号回線ｌが不完全
な断線を生じた場合であっても、その部分で生じる抵抗
成分によって、信号回線ｌへの供給電流が断線検知レベ
ルよりも低下すれば断線検知を行なうことが可能であ
る。

ところが、第５図（ｂ）に示すように、信号回線ｌに
規定数ｎ個の火災感知器Ｓが接続されているような場合
には、信号回線ｌの不完全な断線が生じた部分の抵抗成
分が小さいときには、信号回線ｌの供給電流が低下して
も断線検知レベルよりも低下しない場合が発生してしま
う。

すなわち、多くの火災感知器Ｓが信号回線ｌに接続さ
れているときには、信号回線ｌが正常なときに供給され
る電流のレベルと断線検知レベルとの差が大きいため
に、この間で生じる不完全な断線を検知することができ
なくなる。

従って、信号回線ｌが完全に断線した場合には直ちに
断線検知回路部101で検知可能であるが、信号回線ｌが
不完全な断線を生じた場合には、その部分の有する抵抗
によって断線が検知される場合と検知されない場合とが
発生してしまう。

ところが、このような不完全な断線が発生している状
態で火災感知器Ｓが発報すると、信号回線ｌが抵抗成分
を持って短絡されるため、短絡電流が短絡検知回路部
（不図示）の短絡検知レベルを越えないので、結果とし
て火災感知器Ｓの発報を伝送することができなくなり、
システムの信頼性を低下する要因となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記問題点を解決するために提案される本発明は、信
号回線が不完全な断線を生じた場合でも容易に断線を検
知することの可能な断線検知方法を提供することを目的
としており、 同時に提案される本発明は、この方法を用いた断線検
知システムを提供することを目としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために提案される請求項１に記載
の本発明は、複数の端末機器が接続された信号回線の始
端から、上記端末機器に供給される直流電圧に重畳させ
て一定の周期でパルス信号を送出して、上記信号回線の
終端に設けたコンデンサの充電を上記パルス信号の出力
毎に行い、該コンデンサの充電電流のピーク値が予め定
められた規定レベルよりも低下したときに断線を判別す
る断線検知方法であり、 請求項２に記載の本発明は、複数の端末機器が接続さ
れた信号回線の始端に、該信号回線に供給される直流電
圧に重畳させてパルス信号を一定の周期で送出するパル
ス信号発生回路と、上記信号回線に流れる電流を電圧に
変換する電流／電圧変換回路と、該電流／電圧変換回路
の出力電圧の最大値を保持するピークホールド回路と、
該ピークホールド回路の保持電圧が予め定められた基準
電圧よりも低い場合を判別して判別信号を出力する電圧
レベル判別回路と、上記パルス信号が出力されている期
間内に上記判別信号が出力されたときには断線検知信号
を出力する論理回路と、上記パルス信号が出力された後
に上記ピークホールド回路をリセットするリセット回路
とを備えた断線検知回路部を設ける一方、上記信号回線
の終端には、該信号回線を通じて供給される電圧によっ
て充電されるコンデンサと、該コンデンサに充電された
電荷を放電するための放電抵抗とを並列接続した構成と
されている。

また、請求項３に記載の本発明は、上記端末機器が火
災感知器で構成されている。

［作用］ 請求項１に記載の断線検知方法では、信号回線の始端
から端末機器に供給される直流電圧に重畳させて一定の
周期でパルス信号を送出し、このパルス信号が出力され
る毎に信号回線の終端に接続されたコンデンサの充電を
行なう。

このコンデンサの充電電流は信号回線の抵抗成分が小
さいほど増加し、逆に抵抗成分の大きいほど低下するの
で、このコンデンサの充電電流のピーク値が予め定めら
れた規定レベルよりも低下したときに断線と判別する。
このコンデンサに充電された電荷は、次のパルス信号が
送出されるまでに放電抵抗Ｒで放電する。

請求項２に記載の断線検知システムでは、断線検知回
路のパルス信号発生回路から一定の周期のパルス信号が
直流電圧に重畳されて電流／電圧変換回路を通じて信号
回線に出力され、このパルス信号は信号回線の抵抗成分
を通じてコンデンサの充電を行なう。

信号回線は、断線が生じていないときには信号回線の
抵抗成分が非常に少ないのでコンデンサの充電電流は大
きいが、信号回線が断線している場合にはコンデンサの
充電電流はゼロとなり、信号回線が不完全な断線を生じ
て抵抗成分を有しているときにはコンデンサの充電電流
の最大値は抵抗成分に応じて減少する。

このコンデンサの充電電流は電流／電圧変換回路で電
圧に変換され、変換された電圧はピークホールド回路で
最大値が保持される。そして、コンデンサの充電電流の
最大値に対応してピークホールド回路で保持された電圧
レベルが予め定められた基準電圧よりも低いときには電
圧レベル判別回路で判別して判別信号を出力して断線検
知が行なわれる。

そして、パルス信号の出力が終了する毎に、リセット
回路からピークホールド回路にリセット信号が出力され
て保持電圧がリセットされ、次のパルス信号の出力によ
って上記の動作が繰返して行なわれて、信号線の断線の
監視が行なわれる。

また、請求項３に記載の本発明では、常時は信号回線
に供給されている直流電圧によって端末機器である火災
感知器が監視動作を行なっており、火災感知器が発報す
ると信号回線が短絡される。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は、請求項１に記載の本発明の断線検知方法の
原理説明図である。

図において、ｌは複数の端末機器Ｓが接続された信号
回線、Ｃは信号回線ｌの終端に接続されたコンデンサで
ある。この信号回線ｌの始端には通常電圧Ｖの直流電圧
が加えられており、端末機器Ｓに電源が供給されてい
る。

そして、この信号回線ｌの直流電圧Ｖに波高値V1のパ
ルス信号を重畳させて送出すると、信号回線ｌを介しこ
のパルス信号によってコンデンサＣが充電されるが、こ
のコンデンサＣの充電電流は信号回線ｌの有する抵抗成
分が少なければ増加し、逆に抵抗成分が大きければ低下
する。

すなわち、信号回線ｌが断線した場合や不完全な断線
を生じたときには、信号回線ｌの抵抗成分が増加する。

従って、信号回線ｌの始端側でコンデンサＣの充電電
流のピーク値を監視することにより、この充電電流が予
め定めた所定の電流レベルを越えたときに断線と判断す
ることが可能となる。

尚、コンデンサＣに並列に接続された抵抗Ｒは、信号
回線ｌの始端から一定の周期でパルス信号が送出される
ので、パルス信号が送出されてから次のパルス信号が送
出されるのでの間にコンデンサＣに充電された電荷を放
電するための放電抵抗である。

次に、第２図は、請求項２に記載の本発明の断線検知
システムの構成図である。本実施例の断線検知システム
Ａは、信号回線ｌの始端に接続された断線検知回路１と
信号回線ｌの終端に接続されたコンデンサＣ及びこのコ
ンデンサＣに充電された電荷の放電を行なうための放電
抵抗Ｒで構成されている。

この断線検知回路１は、信号回路ｌに伝送されている
直流電圧Ｖにパルス信号を重畳するパルス信号発生回路
1aと、信号回路ｌに流れる電流レベルに対応した電圧レ
ベルを得る電流／電圧変換回路1bと、電流／電圧変換回
路1bの出力電圧のピーク値を保持するピークホールド回
路1cと、ピークホールド回路1cの保持電圧レベルが所定
の電圧レベルよりも低い場合に判別信号を出力する電圧
レベル判別回路1dと、この判別信号とパルス信号との論
理積によって断線検知信号を出力する論理回路1eと、ピ
ークホールド回路1cのリセットを行なうリセット回路1f
とで構成されている。

そして、通常は断線検知回路部１の端子T1,TGに接続
された直流電圧Ｖは、パルス信号発生回路1a、電流／電
圧変換回路1bを通じて端子T2,TGから信号回線ｌに出力
されている。

このような断線検知回路Ａの動作を、第３図のタイム
チャートを参照して説明する。尚、第３図のタイムチャ
ートでは、火災感知器Ｓに供給される電流と放電抵抗Ｒ
に供給される電流とがコンデンサＣの充電電流に比べて
充分に小さいので、信号線ｌの断線あるいは不完全な断
線が発生した場合の直流電圧による電流レベルの低下を
無視して描いている。

通常、信号回線ｌには直流電圧Ｖが加えられ、火災感
知器Ｓ、抵抗Ｒおよび信号回線ｌの抵抗成分によって定
まる電流Ｉが流れており、パルス信号発生回路1aから直
流電圧Ｖに波高値V1のパルス信号が重畳されると、この
パルス信号によってコンデンサＣが充電される。この充
電電流は信号回線ｌの直流抵抗成分とパルス信号の波高
値V1によって定まる電流レベルI1となる（第３図
（ａ），（ｂ）参照）。

そして、この信号回線ｌの電流は電流／電圧変換回路
1bで電流レベルに対応した電圧レベルに変換され、ピー
クホールド回路1cによってピーク電圧が保持される（第
３図（ｄ）参照）。

従って、直流電流Ｉは電圧Vpとして保持され、パルス
信号V1による電流I1はVp1として保持されるので、信号
回線ｌに断線が発生していない場合には、パルス信号に
よるピークホールド回路1cの出力電圧は（Vp＋Vp1）と
なり、電圧レベル判別回路1dの判別レベルVsを越えるの
で電圧レベル判別回路1dからは判別信号が出力されない
（第３図（ｄ），（ｅ）参照）。

ところが、信号回線ｌ上のどこかで不完全な断線状態
となり抵抗成分を持つと、波高値V1のパルス信号が信号
回線ｌに加えられてもコンデンサＣの充電電流レベルが
I1まで上昇せず、それよりも低いI1′となる。従って、
この電流I1′が電流／電圧変換回路1bで変換されてVp
1′となるので、ピークホールド回路1cの出力電圧は（V
p＋Vp1′）となり、電圧レベル判別回路1dの判別レベル
Vsよりも低下する。このため、電圧レベル判別回路1dか
ら判別信号が出力され、この判別信号とパルス信号との
論理積が論理回路1dで取られて断線検知信号が出力され
る。

また、信号回線ｌ上のどこかで完全に断線したときに
は直流電圧Ｖによる電流Ｉが減少するとともに（断線す
る場所に応じて火災感知器Ｓに電流が流れるため、直流
電圧Ｖによる電流はゼロにならない場合が生じる）コン
デンサＣの充電電流がゼロとなる。このため、ピークホ
ールド回路1cの保持電圧が電圧レベル判別回路1dの判別
レベルVsよりも低下するので電圧レベル判別回路1dから
論理回路1eに判別信号が出力されて断線検知信号が出力
される。

尚、コンデンサＣに並列に接続された放電抵抗Ｒは、
パルス信号の送出が終了してから次のパルス信号がコン
デンサＣに伝送されるまでの間に、コンデンサに充電さ
れた電荷を放電する働きをするもので、パルス信号の周
期及びコンデンサの容量によって抵抗値が定められる。

本発明では、上記の説明のようにコンデンサＣの充電
電流が信号線の抵抗成分にだけ依存し、信号回線ｌに接
続される火災感知器Ｓの数に依存しないので、信号回線
ｌに断線が発生していないときのコンデンサＣの充電電
流の最大値に近い断線検知レベルを設定することによ
り、不完全な断線を容易に検知することが可能となる。

尚、上記説明では、信号回線ｌに接続される端末機器
を火災感知器Ｓとして説明しているが（請求項３に対
応）、例えば防排煙端末機器などを接続することも可能
であり、上記と同様の断線検知システムを構成すること
が可能である。

［発明の効果］ 請求項１に記載の本発明によれば、信号回線に接続さ
れたコンデンサに充電されるパルス信号の充電電流を監
視することによって、信号回線の不完全な断線を含む断
線を容易に検知することが可能な断線検知方法を提供す
ることができる。

請求項２に記載の断線検知回路によれば、上記請求項
１に記載した断線検知方法を用いることにより、検知範
囲が拡大され不完全な断線も検知することのできる断線
検知システムを提供することができる。

また、請求項３に記載の本発明によれば、端末機器と
して火災感知器を接続して上記請求項２と同様の効果を
奏する断線検知システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断線検知方法の説明図、第２図は本発
明の断線検知回路の構成を示すブロック図、第３図はそ
の動作を説明するタイムチャート、第４図は従来の断線
検知回路の説明図、第５図はその動作の説明図である。 ［符号の説明］ Ｓ……（火災感知器）端末機器 ｌ……信号回線 1a……パルス信号発生回路 1b……電流／電圧変換回路 1c……ピークホールド回路 Vs……基準電圧 1d……電圧レベル判別回路 1e……論理回路 1f……リセット回路 Ｃ……コンデンサ Ｒ……放電抵抗

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の端末機器が接続された信号回線の始
   端から、上記端末機器に供給される直流電圧に重畳させ
   て一定の周期でパルス信号を送出して、上記信号回線の
   終端に設けたコンデンサの充電を上記パルス信号の出力
   毎に行い、 該コンデンサの充電電流のピーク値が予め定められた規
   定レベルよりも低下したときに断線を判別するようにし
   たことを特徴とする、信号回線の断線検知方法。
2. 【請求項２】複数の端末機器が接続された信号回線の始
   端に、 該信号回線に供給される直流電圧に重畳させてパルス信
   号を一定の周期で送出するパルス信号発生回路と、 上記信号回線に流れる電流を電圧に変換する電流／電圧
   変換回路と、 該電流／電圧変換回路の出力電圧の最大値を保持するピ
   ークホールド回路と、 該ピークホールド回路の保持電圧が予め定められた基準
   電圧よりも低い場合を判別して判別信号を出力する電圧
   レベル判別回路と、 上記パルス信号の出力が終了する毎に、上記ピークホー
   ルド回路をリセットするリセット回路とを備えた断線検
   知回路を設ける一方、 上記信号回線の終端には、該信号回線を通じて供給され
   る電圧によって充電されるコンデンサと、該コンデンサ
   に充電された電荷を放電するための放電抵抗とを並列接
   続した構成としたことを特徴とする、信号回線の断線検
   知システム。
3. 【請求項３】上記端末機器が、常時は上記信号回線から
   直流電圧の供給を受けて監視状態を継続する一方、発報
   時には上記信号回線を短絡する火災感知器であることを
   特徴とする、請求項２に記載の信号回線の断線検知シス
   テム。