JP3928610B2 - スパーク検出方法、及びそれを用いた回路遮断器 - Google Patents
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Description
さらには従来例2として、プラグのトラッキング現象で発生するプラグトラッキング電流の検出方法が提案されている。まず、プラグトラッキング電流は図13に示す波形となり、このプラグトラッキング電流の検出方法として、電流のピーク点における位相の変動を検出して、変動が大きい場合にプラグトラッキング電流を検出する方法がある。
図2は本願発明の回路遮断器の回路構成例を示しており、交流電源から交流負荷回路に供給される交流の負荷電流を検出する電流検出回路1aと、交流電源の電圧を検出する電圧検出回路1bと、電源回路2と、マイコン3と、引き外し回路4と、交流電源と交流負荷回路との間に接続される接点5と、接点5の交流電源側に接続されるバイメタル6と、増幅回路7と、LED8とから構成される。
本実施形態の回路遮断器の回路構成は実施形態1と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。以下、本実施形態のスパーク検出動作について説明する。図1に示すような負荷電流が流れた場合、マイコン3では、取り込んだスパーク電流波形I1の半波毎に、電圧波形V1のゼロクロス点から電流が急激に流れ始めるまでの時間を立ち上がり位相(正極性では立ち上がり位相A(n)、(n=1,2,3,4,5,...)、負極性ではB(n)、(n=1,2,3,4,5,...))として検出している。そして、検出した立ち上がり位相A(n)、B(n)と、1周期後に検出した立ち上がり位相A(n+1)、B(n+1)との差の絶対値|A(n+1)−A(n)|、|B(n+1)−B(n)|が所定の変動値K2を超えると、立ち上がり位相変動があったと判断する。そしてマイコン3のプログラム上では変動発生フラグがたち、過去の所定時間T2について変動発生フラグの個数を積算し、この積算回数が予め定めた所定回数Z2を超えた場合に、コードの断線によるスパークの発生と判定している。
本実施形態の回路遮断器の回路構成は実施形態1と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。以下、本実施形態のスパーク検出動作について説明する。図7に示すような負荷電流が流れた場合、マイコン3では、取り込んだスパーク電流波形I1の半波毎に、電流が急激に上昇する箇所の上昇後の電流値I1aと上昇前の電流値I1bとの差の絶対値である立ち上がり電流|I1a−I1b|(正極性では立ち上がり電流C(n)、(n=1,2,3,4,5,...)、負極性ではD(n)、(n=1,2,3,4,5,...))を検出している。そして、検出した立ち上がり電流C(n)、D(n)と、1周期後に検出した立ち上がり電流C(n+1)、D(n+1)との差の絶対値|C(n+1)−C(n)|、|D(n+1)−D(n)|が所定の変動値K3(例えば5A)を超えると、立ち上がり電流差変動があったと判断する。そしてマイコン3のプログラム上では変動発生フラグがたち、過去の所定時間T3について変動発生フラグの個数を積算し、この積算回数が予め定めた所定回数Z3を超えた場合に、コードの断線によるスパークの発生と判定している。
本実施形態の回路遮断器の回路構成及び基本動作は実施形態1と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。以下、本実施形態のスパーク検出動作について説明する。ここで交流電源の周波数は、回路遮断器が取り付けられる地域によって50Hzまたは60Hzの2種類があり、電源周波数が異なるということは、すなわち周期(50Hz時は20.0msec、60Hz時は16.6msec)が異なることである。各電源周波数における負荷電流波形、及び断線によるスパーク電流波形は、周期(時間)に対して互いに相似形となる。
本実施形態の回路遮断器の回路構成及び基本動作は実施形態1〜3いずれかと同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。以下、本実施形態のスパーク検出動作について説明する。図9に示すように正常な負荷電流が流れている電流定常状態(領域F)から、断線によるスパーク電流によるアーク発生状態(領域G)に移ると、アーク電圧相当分の電源電圧が減少するので、電流は低下する。
本実施形態の回路遮断器の回路構成及び基本動作は実施形態1〜3いずれかと同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。断線によるスパーク発生時には、断線箇所の芯線同士の接触が不完全、不安定であることから、接触状態と開離状態とが不連続的に発生し、断続的に流れたり、流れなかったりする間欠電流が発生することが多いという特徴を有する。そこで、本実施形態は、実施形態1〜3いずれかのスパーク検出動作に加えて、且つ負荷電流が断続的にオン・オフを繰り返す間欠電流であるときにコードの断線によるスパークの発生を検出するもので、正常な負荷電流では間欠電流を伴わないので、正常な負荷電流に対する誤検出、誤動作の防止を図って、耐誤動作性を向上させることができる。
本実施形態の回路遮断器の回路構成及び基本動作は実施形態1〜3いずれかと同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
本実施形態の回路遮断器の回路構成及び基本動作は実施形態1または2と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態では、実施形態1の通過位相A(n)、または実施形態2の立ち上がり位相A(n)が所定の範囲外(A(n)<2msec、A(n)>6msec)の場合、実施形態1または2のスパーク検出動作でスパークの発生を検出したとしても、この検出をキャンセルする。
B(1),B(2)、... 負極性の通過位相
T1 所定時間
S1 しきい値
I1 電流波形
V1 電圧波形
Claims (12)
- 交流電源からコードを介して交流負荷回路に供給される交流電流が半波毎に所定の電流値を最初に通過する通過位相を検出し、検出した通過位相と所定周期後に検出した通過位相との差の絶対値を算出して、前記絶対値が所定時間内に所定値を超えた回数を積算し、前記積算回数が所定回数を超えたときにコードの断線によるスパークの発生を検出することを特徴とするスパーク検出方法。
- 交流電源からコードを介して交流負荷回路に供給される交流電流が半波毎に急激に流れ始める立ち上がり位相を検出し、検出した立ち上がり位相と所定周期後に検出した立ち上がり位相との差の絶対値を算出して、前記絶対値が所定時間内に所定値を超えた回数を積算し、前記積算回数が所定回数を超えたときにコードの断線によるスパークの発生を検出することを特徴とするスパーク検出方法。
- 交流電源からコードを介して交流負荷回路に供給されて半波毎に急激に上昇する交流電流の上昇後の電流値と上昇前の電流値との差の絶対値である立ち上がり電流を検出し、検出した前記立ち上がり電流と所定周期後に検出した前記立ち上がり電流との差の絶対値を算出して、検出した前記立ち上がり電流と所定周期後に検出した前記立ち上がり電流との差の絶対値が所定時間内に所定値を超えた回数を積算し、前記積算回数が所定回数を超えたときにコードの断線によるスパークの発生を検出することを特徴とするスパーク検出方法。
- 前記立ち上がり電流が所定のしきい値を超えるとき、前記所定時間と前記所定回数とのうち少なくとも一方を変更して検出感度を上げることを特徴とする請求項3記載のスパーク検出方法。
- 正常な交流電流が流れている定常状態から、電流値が定常状態時の値に対して所定の割合の範囲内に下がった場合、検出感度を上げるために、前記所定値、前記所定時間、前記所定回数のうち少なくとも1つを変更することを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載のスパーク検出方法。
- 前記積算回数が所定回数を超え、且つ交流電流が断続的にオン・オフを繰り返す間欠電流であるときにコードの断線によるスパークの発生を検出することを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載のスパーク検出方法。
- 交流電流の半波毎の電流ピーク値を検出し、検出した半波の電流ピーク値の絶対値と所定周期後に検出した半波の電流ピーク値の絶対値とのうちいずれか一方が所定のしきい値を超え、且つ他方が所定のしきい値以下となる回数を積算し、前記積算回数が所定時間内に所定回数を超えたときに間欠電流を検出することを特徴とする請求項6記載のスパーク検出方法。
- 連続した半波において、検出した前記位相と所定周期後に検出した前記位相との差の絶対値が連続して減少する、または連続して増加する場合は、コードの断線によるスパーク発生の検出を行わないことを特徴とする請求項1または2記載のスパーク検出方法。
- 連続した半波において、検出した前記立ち上がり電流と所定周期後に検出した前記立ち上がり電流との差の絶対値が連続して減少する、または連続して増加する場合は、コードの断線によるスパーク発生の検出を行わないことを特徴とする請求項3記載のスパーク検出方法。
- 検出した前記位相が所定の範囲外の場合、コードの断線によるスパーク発生の検出を行わないことを特徴とする請求項1または2記載のスパーク検出方法。
- 検出した交流電流は、交流電源の周波数に応じたサンプリング周期でA/D変換されることを特徴とする請求項1乃至10いずれか記載のスパーク検出方法。
- 1次側に交流電源を接続し、2次側に負荷を接続して、1次側から2次側への電路を接続・遮断する接点と、異常電流を検出して前記接点を遮断したことを報知する報知手段と、電源を前記接点の1次側から供給されて、請求項1乃至11いずれかのスパーク検出方法を用いることでコードの断線によるスパークの発生を検出する手段とを備えることを特徴とする回路遮断器。
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