JP4048127B2 - Electrical equipment monitoring system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器の劣化や異常を監視する電気機器監視システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、宅内に設置された家電機器のオン/オフをネットワークを通じて制御する家電機器制御ネットワークシステムが提供されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−86572号公報(段落番号[0067]−[0070]、及び、第4図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の家電機器ネットワークシステムでは、使用する家電機器自体にネットワークを通じてコントローラとの間で通信を行うための通信機能を持たせる必要があり、コスト高となる問題があり、また通信機能を持たない既設の家電機器に代えて、通信機能を備えた家電機器を導入する必要があり、利用者の負担が大きいという問題もあった。
【0005】
また各家電機器の劣化や異常を監視するためには、これらの監視を行う手段を個々の家電機器に電力消費量を監視する手段が必要なり、コスト的にも高くなるという問題があった。
【0006】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、使用されている電気機器の特定とその電気機器の劣化や異常状態を、電気機器側の変更や機能追加なしに監視することができる電気監視システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第1の通信手段とを有する1乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第1の通信手段とを有する1乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はLANやWANのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出することを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明では、請求項1乃至3の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えていることを特徴とする。
【0012】
請求項5の発明では、請求項4の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明を実施形態により説明する。
(基本構成)
図1は電気機器監視システムの基本構成を示すシステム構成図であり、この図示するシステムでは、住宅やビル内に設けた分電盤2内に収納した管理装置1と、この管理装置1から屋内に先行配線されたLANの通信線3に接続される10BASE−T及び100BASE−T等のモジュラージャック5を埋込型配線器具として設けたLAN端末を接続する接続ユニット4と、分電盤2から屋内に先行配線された電力線50と、電力線50に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子91(図2参照)を介して接続されるコンセント部6を備えるとともに、後述するLAN用の通信回路94(図2参照)の信号入出力端が接続されるモジュラージャック8を備え、埋込型配線器具と同様な形態でユニット化された負荷特徴量検出装置9と、電力線50に直接接続する電源接続端に後述する電流検出素子91を介して接続されるとともに恒久的に設置される設備的な電気機器(例えば照明器具)20を直接接続する負荷接続端子部を備えるとともに、当該電気機器20の操作スイッチSWを備えた壁スイッチ型であって、通信回路94の信号入出力端を上記通信線3に直接接続される信号線接続端を備えた負荷特徴量検出装置9’と、管理装置1からの表示データを受けて監視情報を表示する表示器7a及び操作部7bを備えた表示装置7とを基本的な構成要素としている。
【0014】
負荷特徴量検出装置9のコンセント部6には必要に応じてテレビ、掃除機、調理機器、空調設備等の電気機器20が、電源コード21の電源プラグ22によって接続され、またモジュラージャック8には接続ユニット4のモジュラージャック5に一端側をモジュラープラグ(図示せず)で接続したLANケーブル23の他端側のモジュラープラグ(図示せず)が接続されることで、通信線3に負荷特徴量検出装置9がLAN端末として接続するようになっている。
【0015】
ここで本システムではLANとしてイーサネット(R)を用いているが、その他の方式でも勿論良く、更に無線等の信号媒体を用いても良い。また図1では通信線3が1本で示されているが、実際的には管理装置1側のハブ10(図4参照)から夫々の接続ユニット4や負荷特徴量検出装置9’へ配線されている。
【0016】
次に負荷特徴量検出装置9の構成を図2により説明する。
【0017】
負荷特徴量検出装置9は、電力線50を直接接続する電源接続端子部90と、電気機器20の電源プラグ22を挿脱自在に接続するためのコンセント部6を備え、接続される電気機器20には低インピーダンスの抵抗素子やCTなどからなる電流検出素子91を通じて電力線50から商用交流電源を供給することができるようになっている。そして電力線50を通じて印加される交流電源電圧を例えば抵抗で分圧する電圧分圧回路92からの分圧電圧波形と、電流検出素子91で検出した電流波形とに基づいて後述する方法により特徴量を演算する特徴量演算部93と、この特徴量演算部93に演算した特徴量データをLANへ送出するための通信回路94とを備えており、この通信回路94の信号入出力端としてモジュラージャック8を設けている。
【0018】
特徴量演算部93はマイクロコンピュータから構成され、電流検出素子91及び電圧分圧回路92からの入力を内蔵するA/Dコンバータ(図示せず)でA/D変換して取り込んでおり、電流検出素子91により負荷電流値に応じた検出出力と、電圧分圧回路92からの出力電圧とを用いて特徴量を演算により求めている。
【0019】
ここで特徴量としては種々のものがあるが、これらの特徴量は電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量の3つに大きく分類され、それぞれの分類の特徴量として電気機器の機種や動作状態を特定するのに必要な特徴量を用いれば良い。ここで実際に家庭用電気機器に流れる消費電流を観測した結果、電流の大きさを表す特徴量として電流の平均値、電流の形状を表す特徴量としてピーク平均値(電流のピーク値を平均値で除した値)、電流と電圧の時間差を表す特徴量としてピーク時間差(電流のピークと電圧のピークの時間差)、通電時間、ピーク遅延率(通電開始から電流のピークまでの時間を通電時間で除した値)の5つの特徴量を用いれば電流波形から電気機器の機種やその動作状態を略確実に特定できることが判明したので、本システムでは上記5つの特徴量を特徴量演算部93で演算し、その特徴量データを通信回路94とLANとを介して管理装置1へ送出するようになっている。
【0020】
尚負荷特徴量検出装置9’の場合にはコンセント部6に替えて電気機器20からの配線を直接的に接続するための負荷接続端子部(図示せず)を設け、また通電路に操作スイッチSWを挿入している点と通信回路94の信号入出力端として設けたモジュラージャックに通信線3側に設けたモジュラープラグを直接接続する点とで負荷特徴量検出装置9と相違する。
【0021】
また図1で示す負荷特徴量検出装置9は埋込型の配線器具の形態で構成されているが、テーブルタップのような形態で構成しても良く、この場合には電源接続端子部90が電源コード95の先部に設けた電源プラグ96により構成され、この電源プラグ96を部屋等に設置されている通常のコンセント装置24に接続することで、電力線50と接続される。またLANとの接続は装置本体に設けたモジュラージャック8と、接続ユニット4のモジュラージャック5との間をLANケーブル23で接続する。
【0022】
さて本システムの管理装置1は図3に示すように、負荷特徴量検出装置9の通信回路94との間で情報授受を行うためのイーサネット(R)による通信回路11と、通信回路11を複数のLAN端末に通信線3を介して接続するためのハブ10と、各負荷特徴量検出装置9,9’から送られてくる特徴量データに基づいて負荷特徴量検出装置9のコンセント部6や負荷接続端子部に接続されている電気機器20の特定を行うために、予め各種電気機器20の特徴量データ及び個別属性データとを登録している特徴量データベース12と、管理装置1の全体の中核を為すマイクロコンピュータから構成された監視処理部14と、表示装置7との間のデータの入出力のためのインターフェース部15とを備えている。
【0023】
本システムの監視処理部14は、特徴量データに基づく電気機器20を特定する特定手段の機能や、特定された電気機器20の接続位置の監視やデータベース12のデータの読み出し、書き込み等の処理を行うとともに、特徴データに基づいて電源コード等を含む電気機器20の正常/異常の判断を行う診断機能等により電気機器20の状態を監視する監視手段としての機能と、この監視結果を表示装置7に表示させるためのデータ処理を行う機能を備えている。
【0024】
尚特徴量データベース12に登録される各種電気機器の特徴量データや電気機器の個別属性データについては、予め電気機器メーカ側から提供されるこれらデータを登録するか、或いは実際にシステム設置場所で使用される電気機器20について、システムの初期スタート時に電気機器1台1台実際に動作させることで負荷特徴量検出装置9,9’から管理装置1側に特徴量データを送信させて収集するとともに、管理装置1側で当該特徴量データに関連付けて電気機器20の個別属性データを入力する学習登録方法がある。
【0025】
ここで学習登録方法の一例を図4により説明する。
【0026】
この場合、管理装置1の動作モードを登録モードと通常モードとに監視処理部14の動作を切り替えるように例えば表示装置7の操作部7bから指示を与えることができるようにしておく。そして登録モードでは、ある負荷特徴量検出装置9又は9’に接続されている電気機器20の機種名を含む個別属性データ(例えばカタログデータ)を操作部7bから入力すると(ステップS11)、管理装置1の監視処理部14に学習処理を行わせる指令と電気機器20の個別属性データとが送信される。その後、負荷特徴量検出装置9(或いは9’)のコンセント部6(或いは負荷接続端子部)に接続されている電気機器20の電源をオンして通電すると(ステップS12)、負荷特徴量検出装置9の特徴量演算部93が、電流検出素子91及び電圧分圧回路92からの入力をA/D変換して取り込み(ステップS13)、電流検出素子91を用いて求めた電流波形と、電圧分圧回路92の出力電圧波形から求めた電源電圧波形とをもとに電流波形の特徴量を算出し(ステップS14)、特徴量データを通信回路94により管理装置1へ送信する8ステップS15)。その後、しばらくの間ユーザは電気機器20の通電を継続させ、またステップS16の判定において動作状態が切り替え可能な電気機器20の場合は、ユーザが電気機器20の動作状態を切り替えた後(ステップS17)、ステップS13に戻って上述の動作を繰り返す。そして、動作状態を一通り変化させて各々の状態での特徴量データを順次管理装置1側へ通信回路94を介して転送させる。そして管理装置1の監視処理部14では予め決められた全ての特徴量データの受信が終了すると、入力された個別属性データと関連付けて受信する特徴量データデータを特徴量データベース12に登録する(ステップS18)。そして当該電気機器20の学習処理を終了させ、この終了を表示装置7側で表示させる。
【0027】
また、ステップS16の判定において動作状態を変更できないような電気機器の場合は学習処理を終了する。
【0028】
以上のようにしてシステムで接続される各電気機器20の特徴量データ及び個別属性データを管理装置1に設けた特徴量データベース12に順次登録する。そして接続される電気機器20の全ての特徴量データ及び個別属性データの登録が終了した後、ユーザは表示装置7の操作部7bから動作モードを通常モードへ切り替える指令を管理装置1へ送ることで、電気機器20の接続に対して待機する状態に入るのである。尚一例では表示装置7を利用しているが、LAN上に接続されるコンピュータを学習処理に用い、収集した特徴量データ及び個別属性データをコンピュータからLANを介して管理装置1へ転送して登録するようにしても良いし、管理装置1自体に操作部を設けて上記の操作ができるようにしても良い。
【0029】
次に本システムの動作を図6により説明する。
【0030】
今負荷特徴量検出装置9のコンセント部6に接続されている電気機器20の電源スイッチがオンされて通電が開始されると、電気機器20の挙動に応じた電流レベル、電圧レベルの検出出力が電流検出素子91から特徴量演算部93に取り込まれる。また電源電圧の変動に応じた分圧電圧が電圧分圧回路92から特徴量演算部93に取り込まれる。
【0031】
ここで特徴量演算部93は、図5に示すようにA/D変換部(図示せず)より電流検出素子91及び電圧分圧回路92の出力を取り込み(ステップS1)、取り込んだ値から電流値及び電圧値の数周期分の平均値を算出する(ステップS2)。次に特徴量演算部93では、管理装置1に特徴量データを送信したことがあるか否かを判定し(ステップS3)、一度も特徴量データを送信していない場合にはステップS5以降の処理を行い、特徴量データを送信したことがある場合にはステップS4の判定を行う。ステップS4の判定処理では、特徴量演算部93が、ステップS2で求めた平均値が前回管理装置1に送信した平均値から一定値以上変化しているか否かを判定し、平均値が一定値以上変化していればステップS5以降の処理を行い、平均値の変化量が一定値に満たない場合はステップS1に戻って上述の処理を繰り返している。
【0032】
ステップS5では特徴量演算部93が平均値以外の特徴量を演算により求めており、特徴量の演算が終了すると、通信回路94を通じて管理装置1へ特徴量データ及び当該負荷特徴量検出装置9の識別データ(IPアドレスや通信回路94のMACアドレスなど)とともに送信する(ステップS6)。
【0033】
管理装置1の監視処理部14では、通信回路11を通して受信した特徴量データと特徴量データベース12に登録されている特徴量データとの照合を行い、一致するものがあると、当該特徴量データに対応する個別属性データから電気機器20の機種名などを特定する(ステップS7)。
【0034】
この場合監視処理部14は受信する特徴量データデータと、特徴量データベース12に登録されている特徴量データとを比較し、受信する特徴量データデータに略一致する特徴量データを持った電気機器20を候補として選出する。そして、更に監視処理部14は、複数の特徴量データについてそれぞれ比較して、電気機器20の候補を選出した結果、最も多く候補として選出された電気機器20を最終的に選択決定する。監視処理部14は、接続された電気機器20を特定すると、この電気機器20の特徴量データを送信してきた負荷特徴量検出装置9の識別データと関連付けて電気機器20の接続位置を判断する。
【0035】
このようにして、管理装置1では電気機器20の接続位置を把握することができ、冷蔵庫、エアコン、照明器具などの接続位置が変わらないような電気機器20については当該負荷特徴量検出装置9から平均値が一定値以上変化に伴って送られてくる特徴量データの受信によって通電状態を継続して監視することができる。
【0036】
そして電気機器20が継続して動作している状態において、監視処理部14は負荷特徴量検出装置9或いは9’から送られてくる特徴量データが、上述した平均値の変化が予め設定している許容範囲を超え、当該電気機器20に流れている電流が過大であると判断した場合、これを表示装置7の表示器7aで表示させる診断機能も備えている。
【0037】
この過大な電流は、電源コードの判断線やトラッキング等によって流れることもあり、これらの過大な電流によりコードの発火、発熱などの危険性があるが、上述のように表示装置7の表示器7aで過電流表示させることで、家人に知らせることができ、そのため事故を未然に防ぐことが可能となる。
【0038】
ここで負荷特徴量検出装置9(或いは9’)に図6に示すように電気機器20への通電路にリレー装置の接点のようなスイッチ部97を挿入し、上述のように監視処理部14の診断機能が異常と判断した場合には監視処理部14に設けてある制御機能によりスイッチ部97をオフするためのオフ制御データを作成し、通信回路94を通じて対応する負荷特徴量検出装置9へ送信し、スイッチ部97を強制的にオフする機能を備えても良い。
(実施形態1)
上記の基本構成では過電流の監視に用いているが、本実施形態は、接続場所が変わらず、継続して使用される照明器具や空調設備のような電気機器20の場合の劣化を監視するシステムを構成するものである。そして、図7に示すように操作スイッチSWを備えず、直接電気機器20を負荷接続端子部に接続する負荷特徴量検出装置9”を用いている。尚負荷特徴量検出装置9”の内部構成は図2や図6の負荷特徴量検出装置9と同じ構成であるので、内部構成についての説明は省略する。また管理装置1及び表示装置7の内部構成も基本構成で説明したものと同じであるので、図示は省略する。
【0039】
而して本実施形態の管理装置1の監視処理部14は、各負荷特徴量検出装置9”…から送られくる特徴量データにより、接続されている電気機器20の特性変化を継続的に監視し、その電気機器20が劣化したと判断される特徴量データを受け取ったときに、表示装置7に当該電気機器20の劣化を表示する。
【0040】
これによりユーザは電気機器20が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。またその他の電気機器20の場合にも取り換えなければならないことを知ることができる。
【0041】
(実施形態2)
上記実施形態1のシステムでは使用される電気機器20の1台、1台に負荷特徴量検出装置9(或いは9’又は9”)を設けているが、本実施形態では同じ特性を示す同種の電気機器20を複数用いるシステムを構成するものであって、図8に示すように分電盤2から分岐配線される電力線50には同種の複数の電気機器20を接続し、この電力線50の始端に負荷特徴量検出装置9”を介在させたものである。そしてこの負荷特徴量検出装置9”は分電盤2に設置されたもので、内部には回路遮断器をスイッチ部97の代わりに設けてものである。つまり複数の電気機器20を接続している電力線50に過電流や短絡電流が流れたときには電力線50を遮断することができるようなっている。
【0042】
尚その他の構成は実施形態1又は基本構成のシステムと同じであるので、管理装置1の構成や表示装置7の構成については説明を省略する。また同種の電気機器20のみに対応するため、特徴量データベース12に登録するデータは当該電気機器20の特徴量データのみで良く、この場合接続台数に対応したデータとしておけば、接続数に応じた状態監視ができることになる。
【0043】
而して管理装置1の監視処理部14は実施形態1の場合と同様に負荷特徴量検出装置1からの特徴量データに基づいて電気機器20…の劣化状態を監視し、劣化状態になって交換時期が来たと判断した場合には、表示装置7の表示器7aに判断結果を表示し、ユーザに知らせる。
【0044】
これによりユーザは電気機器20が照明器具の場合であればランプ劣化などを知ることができ、交換が速やかに行えることになる。
【0045】
尚負荷特徴量検出装置9''に回路遮断器の代わりにスイッチ部97を設けるとともに監視処理部14で過大電流検出を行い、過大電流検出時にはオフ制御データを管理装置1から負荷特徴量検出装置9''へ送りスイッチ部97を強制オフするようにしても良い。
【0046】
(実施形態3)
本実施形態は実施形態2のシステムを道路灯やトンネル用照明器具の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図9に示すよう道路に設置された道路灯20aやトンネルに設置された照明器具20bを実施形態2の場合と同様に同一の電力線50に複数台接続し、各電力線50に対応させて設けてある分電盤2’に負荷特徴量検出装置9”を収納し、これら負荷特徴量検出装置9”の通信回路97を専用或いはインターネット等のネットワークの通信線30に接続し、ネットワークを通じて道路管理事務所Xに設置している管理装置1に特徴量データを送信するようにしたものである。ここで管理装置1を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部14の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【0047】
而して本実施形態では、トンネルや道路から離れた場所に存在する道路管理事務所Xの管理装置1で、それぞれに設けてある道路灯20aや照明器具20bのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置9''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【0048】
(実施形態4)
本実施形態は実施形態2のシステムを集合住宅等の共用設備として設けられる街路灯の劣化監視を行うシステムに発展させたもので、図10に示すよう道路に設置された街路灯20cを実施形態2の場合と同様に同一の電力線50に複数台接続し、各電力線50に対応させて設けてある共用部の分電盤2”に負荷特徴量検出装置9”を収納し、これら負荷特徴量検出装置9”の通信回路97をLAN等の通信線30’に接続し、該通信線30’を通じて管理人事務所Yに設置している管理装置1に特徴量データを送信するようにしたものである。尚ここで管理装置1を、表示装置を備えたコンピュータシステムで構成し、監視処理部14の機能をコンピュータシステムの演算装置がアプリケーションソフトを実行することで実現し、特徴量データベースにはハードディスク装置等の外部記憶装置を用いる。
【0049】
而して本実施形態では、街路灯20cから離れた場所に存在する道事務所Xの管理装置1で、それぞれに設けてある街路灯20cのランプの劣化を含めた動作状態の監視をそれぞれの負荷特徴量検出装置9''から送られくる特徴量データにより行えることなる。
【0050】
ところで管理人が常駐しない集合住宅の場合には集合住宅の管理会社Zに設けた管理装置1にインターネット31を通じて負荷特徴量検出装置9”から特徴量データを送るようにしても良い。
(実施形態5)
上述の監視対象となるものは家庭用電化機器のような電気機器20や道路灯20a、トンネル用照明器具20b、街路灯20cのような電気機器であったが、例えば実験設備や分析装置など研究機器の状態監視に用いたのが本実施形態であり、図11に示すように各研究機器20d…を接続する電力線50を研究機器用分電盤2’’’にそれぞれに対応した負荷特徴量検出装置9”を収納し、例えば研究所の管理事務所Wに設けた管理装置1と各負荷特徴量検出装置9”とをLAN等の通信線3を介して接続することで、過電流が流れるような異常状態発生の監視や、機器劣化の監視を行うようになっている。
【0051】
【発明の効果】
請求項1の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第1の通信手段とを有する1乃至複数の負荷特徴量検出装置と、
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断しているので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。
【0052】
さらに、上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断するので、異なる電気機器の劣化状態を夫々に対して監視することができる。
【0053】
請求項2の発明では、電気機器と電源との間に介在し、電気機器の通電中に電気機器に供給される電流及び電圧を電気量として検出し、当該電気量の挙動から電流の大きさを表す特徴量、電流波形の形状を表す特徴量、電流と電圧の時間差を表す特徴量をそれぞれ求める手段と、この求めた特徴量データを通信線を通じて送出する第1の通信手段とを有する1乃至複数の負荷特徴量検出装置と、予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断するので、電気機器の使用状態を管理装置で一括監視することができ、特に電気機器側には特別な機能を付加する必要がないため、コスト的にも安価となる。しかも、同様な特性を示す同種の複数の電気機器の特徴量データを1台の負荷特徴量検出装置で検出することができるので、コストが安価になる。
【0054】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記電気機器が街路灯、トンネル用照明器具、道路灯等の公共用照明負荷であって、管理者側に設置される管理装置と特徴量検出装置との間はLANやWANのネットワークを介して接続され、負荷特徴検出装置からの特徴量データを上記ネットワークの通信線を介して上記管理装置へ送出するので、集合住宅の共用の場所に設置している街路灯や、或いは道路に設置されている道路灯、またトンネルに設置されているトンネル用照明灯の劣化を遠隔地において監視することができ、迅速にランプ交換等のメンテナンスが図れる。
【0055】
請求項4の発明では、請求項1乃至3の何れかの発明において、上記管理装置の監視手段は、特徴量検出装置からの特徴量データから過電流状態を検出する機能を備えているので、接続される電気機器側での異常による過電流状態を発見し、発火等の事故を未然に防ぐことが可能となる。
【0056】
請求項5の発明は、請求項4の発明において、特徴量検出装置には、電気機器と電源との間に挿入され過電流状態の検出時に強制オフさせられるスイッチ部を備えているので、過電流状態発生時に自動的に電源遮断が行えて発火等の事故を未然に防ぎ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示すシステム構成図である。
【図2】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の一例の構成図である。
【図3】同上に用いられる管理装置の構成図である。
【図4】同上の特徴量データベースに対する特徴量データの登録方法の一例を説明するフローチャートである。
【図5】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の通常時の動作を説明するフローチャートである。
【図6】同上に用いられる負荷特徴量検出装置の別の構成図である。
【図7】本発明の実施形態1のシステム構成図である。
【図8】本発明の実施形態2のシステム構成図である。
【図9】本発明の実施形態3のシステム構成図である。
【図10】本発明の実施形態4のシステム構成図である。
【図11】本発明の実施形態5のシステム構成図である。
【符号の説明】
1 管理装置
2 分電盤
3 通信線
4 接続ユニット
5 モジュラージャック
6 コンセント部
7 表示装置
7a 表示器
7b 操作部
8 モジュラージャック
9、9’ 負荷特徴量検出装置
20 電気機器
21 電源コード
22 電源プラグ
50 電力線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrical equipment monitoring system that monitors deterioration and abnormality of electrical equipment.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a home appliance control network system that controls on / off of home appliances installed in a home via a network has been provided (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-86572 A (paragraph numbers [0067]-[0070] and FIG. 4)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described home appliance network system, the home appliance itself to be used must have a communication function for communicating with the controller through the network, which has a problem of high costs and does not have a communication function. It is necessary to introduce home appliances having a communication function in place of the home appliances, and there is a problem that the burden on the user is heavy.
[0005]
In addition, in order to monitor the deterioration and abnormality of each home electric appliance, there is a problem that a means for monitoring the power consumption is required for each home electric appliance as a means for performing such monitoring.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to identify the electrical equipment being used and to determine the deterioration or abnormal state of the electrical equipment, and to change or add functions to the electrical equipment. It is an object of the present invention to provide an electrical monitoring system that can be monitored without any problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a current and a voltage that are interposed between an electric device and a power source and are supplied to the electric device during energization of the electric device are detected as an electric quantity, and the electric A means for obtaining a feature quantity representing the magnitude of current from a behavior of quantity, a feature quantity representing the shape of a current waveform, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a means for sending the obtained feature quantity data through a communication line. One or more load feature quantity detection devices each having one communication means;
A feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second communication unit that receives feature data sent from the load feature detector; A specifying means for specifying the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the feature value data received by the second communication means; And a management device having monitoring means for monitoring the state of the electric device based on the characteristic amount data of the electric device.The load feature quantity detection device is provided corresponding to each individual electrical device, and the monitoring unit of the management device diagnoses the degradation state of the corresponding electrical device based on the feature value data from each feature quantity detection device. DoIt is characterized by that.
[0009]
Claim2In the invention ofIt is interposed between the electrical equipment and the power supply, detects the current and voltage supplied to the electrical equipment while the electrical equipment is energized as an electrical quantity, and the feature quantity and current waveform indicate the magnitude of the current from the behavior of the electrical quantity. One or a plurality of load feature quantity detections having means for obtaining a feature quantity representing the shape of a current, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a first communication means for sending the obtained feature quantity data through a communication line A device, a feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second feature that receives feature data sent from the load feature detector A feature that specifies the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the communication means and the feature value data received by the second communication means. Comprising means and, and a management device having a monitoring means for monitoring the state of the electrical device by the feature data of the specified electrical apparatus,A load feature quantity detection device is inserted on the start side of a power line to which a plurality of electrical devices of the same kind are connected, and obtains a feature quantity corresponding to the behavior of the electrical quantity supplied to all of the plurality of electrical equipment of the same kind. The monitoring unit of the management device diagnoses the deterioration state of the plurality of similar electric devices based on the feature amount data from the load feature amount detection device.
[0010]
Claim3In the invention of claim2In the present invention, the electrical device is a public lighting load such as a street light, a tunnel lighting device, a road light, etc., and a LAN or WAN is connected between the management device installed on the administrator side and the feature amount detection device. It is connected via a network, and feature value data from a load feature detection device is sent to the management device via a communication line of the network.
[0011]
Claim4In the present invention, claims 1 to3In any one of the inventions, the monitoring means of the management device has a function of detecting an overcurrent state from feature amount data from the feature amount detection device.
[0012]
Claim5In the invention of claim4In the invention, the feature amount detection device includes a switch unit that is inserted between the electric device and the power source and is forcibly turned off when an overcurrent state is detected.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described with reference to embodiments.
(Basic configuration)
Figure 1Shows basic configuration of electrical equipment monitoring systemFIG. 1 is a system configuration diagram. In the illustrated system, a
[0014]
An
[0015]
hereThis systemIn this case, Ethernet (R) is used as the LAN, but other methods may be used, and a wireless signal medium or the like may be used. In FIG. 1, only one
[0016]
Next, the configuration of the load feature
[0017]
The load feature
[0018]
The feature
[0019]
Here, there are various types of feature quantities. These feature quantities are largely divided into three: feature quantities representing the magnitude of current, feature quantities representing the shape of the current waveform, and feature quantities representing the time difference between current and voltage. A characteristic amount necessary for specifying the type and operation state of the electric device may be used as the characteristic amount of each classification. Here, as a result of actually observing the consumption current flowing through the household electric appliance, the average value of the current is used as the feature value indicating the magnitude of the current, and the peak average value is used as the feature value indicating the shape of the current (the peak value of the current is the average value). ), Peak time difference (time difference between current peak and voltage peak), energization time, peak delay rate (time from the start of energization to the peak of current in terms of energization time) Since it was found that using the five feature values of the divided value), it is possible to specify the model of the electrical device and its operating state almost certainly from the current waveform.This systemThen, the five feature quantities are computed by the feature
[0020]
In the case of the load feature
[0021]
Further, the load feature
[0022]
NowThis systemAs shown in FIG. 3, the
[0023]
This systemThe
[0024]
For the feature data of various electric devices and the individual attribute data of electric devices registered in the
[0025]
An example of the learning registration method will now be described with reference to FIG.
[0026]
In this case, for example, an instruction can be given from the
[0027]
In the case of an electrical device that cannot change the operating state in the determination in step S16, the learning process is terminated.
[0028]
As described above, the feature amount data and the individual attribute data of each
[0029]
nextThis systemThe operation of will be described with reference to FIG.
[0030]
When the power switch of the
[0031]
Here, as shown in FIG. 5, the feature
[0032]
In step S5, the feature
[0033]
The
[0034]
In this case, the
[0035]
In this way, the
[0036]
In the state where the
[0037]
This excessive current may flow due to the judgment line of the power cord, tracking, etc., and these excessive currents may cause the cord to ignite or generate heat. However, as described above, the
[0038]
Here, in the load feature quantity detection device 9 (or 9 ′), as shown in FIG. 6, a
(Embodiment1)
the aboveBasic configurationIn this embodiment, although the connection location is not changed, the present embodiment constitutes a system for monitoring deterioration in the case of the
[0039]
Thus, the
[0040]
As a result, if the
[0041]
(Embodiment2)
Embodiment above1In this system, one of the
[0042]
The other configuration is the first embodiment.Or basic configuration systemTherefore, the description of the configuration of the
[0043]
Thus, the
[0044]
As a result, if the
[0045]
The load feature
[0046]
(Embodiment3)
This embodiment is an embodiment2Is developed into a system for monitoring deterioration of road lights and tunnel lighting fixtures. As shown in FIG. 9, a
[0047]
Thus, in the present embodiment, the
[0048]
(Embodiment4)
This embodiment is an embodiment2Is developed into a system for monitoring deterioration of street lamps provided as shared facilities such as apartment houses, and a
[0049]
Thus, in the present embodiment, the
[0050]
Incidentally, in the case of an apartment house where no manager is resident, the feature quantity data may be sent from the load feature
(Embodiment5)
The above-mentioned objects to be monitored were
[0051]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the current and voltage that are interposed between the electric device and the power source and are supplied to the electric device while the electric device is energized are detected as an electric quantity, and the magnitude of the current is determined from the behavior of the electric quantity. 1, a feature quantity representing a current waveform shape, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a first communication means for sending the obtained feature quantity data through a communication line. Or a plurality of load feature quantity detection devices;
A feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second communication unit that receives feature data sent from the load feature detector; A specifying means for specifying the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the feature value data received by the second communication means; And a management device having monitoring means for monitoring the state of the electric device based on the characteristic amount data of the electric device.The load feature quantity detection device is provided corresponding to each individual electrical device, and the monitoring unit of the management device diagnoses the degradation state of the corresponding electrical device based on the feature value data from each feature quantity detection device. ShiTherefore, the usage state of the electrical equipment can be collectively monitored by the management device, and it is not necessary to add a special function to the electrical equipment side, so that the cost is low.
[0052]
further,The load feature amount detection device is provided corresponding to each individual electrical device, and the monitoring unit of the management device diagnoses the deterioration state of the corresponding electrical device based on the feature amount data from each feature amount detection device. Therefore, it is possible to monitor the deterioration state of different electrical devices.
[0053]
Claim2In the invention ofIt is interposed between the electrical equipment and the power supply, detects the current and voltage supplied to the electrical equipment while the electrical equipment is energized as an electrical quantity, and the feature quantity and current waveform indicate the magnitude of the current from the behavior of the electrical quantity. One or a plurality of load feature quantity detections having means for obtaining a feature quantity representing the shape of a current, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a first communication means for sending the obtained feature quantity data through a communication line A device, a feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second feature that receives feature data sent from the load feature detector A feature that specifies the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the communication means and the feature value data received by the second communication means. Comprising means and, and a management device having a monitoring means for monitoring the state of the electrical device by the feature data of the specified electrical apparatus,A load feature quantity detection device is inserted on the start side of a power line to which a plurality of electrical devices of the same kind are connected, and obtains a feature quantity corresponding to the behavior of the electrical quantity supplied to all of the plurality of electrical equipment of the same kind. The monitoring unit of the management device diagnoses the deterioration state of the plurality of similar electrical devices based on the feature amount data from the load feature amount detection device.The use state of the electric device can be collectively monitored by the management device, and it is not necessary to add a special function to the electric device side in particular. Moreover,The feature amount data of a plurality of electric devices of the same type having similar characteristics can be detected by one load feature amount detection device, so that the cost is reduced.
[0054]
Claim3In the invention of claim2In the invention, the electrical device is a public lighting load such as a street light, a tunnel lighting device, a road light, etc., and a LAN or WAN is connected between the management device installed on the administrator side and the feature amount detection device. Since the feature amount data from the load feature detection device is connected to the management device via the network communication line and is connected via the network, the street light or road installed in the common place of the apartment house It is possible to monitor the deterioration of the road lamps installed in the tunnel and the tunnel lamps installed in the tunnel at a remote place, so that maintenance such as lamp replacement can be performed quickly.
[0055]
Claim4In the present invention, claims 1 to3In any one of the inventions, since the monitoring means of the management device has a function of detecting an overcurrent state from the feature amount data from the feature amount detection device, an overcurrent caused by an abnormality on the connected electrical equipment side It is possible to detect the condition and prevent accidents such as ignition.
[0056]
Claim5The invention of claim4In the invention, the feature amount detecting device includes a switch unit that is inserted between the electric device and the power source and is forcibly turned off when an overcurrent state is detected. It can be done to prevent accidents such as ignition and improve safety..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionShow basic configurationIt is a system configuration diagram.
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a load feature quantity detection device used in the above.
FIG. 3 is a configuration diagram of a management apparatus used in the above.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of a method for registering feature amount data in the feature amount database according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the normal operation of the load feature quantity detection device used in the above.
FIG. 6 is another configuration diagram of the load feature quantity detection device used in the above.
FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.1FIG.
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention.2FIG.
FIG. 9 shows an embodiment of the present invention.3FIG.
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.4FIG.
FIG. 11 shows an embodiment of the present invention.5FIG.
[Explanation of symbols]
1 management device
2 Distribution board
3 communication lines
4 Connection unit
5 Modular jack
6 Outlet section
7 Display device
7a Display
7b Operation unit
8 Modular jack
9, 9 'load feature quantity detection device
20 Electrical equipment
21 Power cord
22 Power plug
50 power lines
Claims (5)
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、
上記負荷特徴量検出装置が個別の電気機器に対応して設けられ、管理装置の監視手段は、各特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて夫々に対応する電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする電気機器監視システム。It is interposed between the electrical equipment and the power supply, detects the current and voltage supplied to the electrical equipment while the electrical equipment is energized as an electrical quantity, and the feature quantity and current waveform indicate the magnitude of the current from the behavior of the electrical quantity. One or a plurality of load feature quantity detections having means for obtaining a feature quantity representing the shape of a current, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a first communication means for sending the obtained feature quantity data through a communication line Equipment,
A feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second communication unit that receives feature data sent from the load feature detector; A specifying means for specifying the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the feature value data received by the second communication means; A management device having monitoring means for monitoring the state of the electrical device from the feature amount data of the electrical device ,
The load feature amount detection device is provided corresponding to each individual electrical device, and the monitoring unit of the management device diagnoses the deterioration state of the corresponding electrical device based on the feature amount data from each feature amount detection device. An electrical equipment monitoring system characterized by that.
予め各種電気機器毎に対応する特徴量データを個別属性データに関連付けて格納している特徴量データベースと、上記負荷特徴量検出装置から送出されてくる特徴量データを受信する第2の通信手段と、上記特徴量データベースに登録されている特徴量データと第2の通信手段で受信した特徴量データとを照合して受信した特徴量データに対応する電気機器を特定する特定手段と、特定された電気機器の特徴量データにより当該電気機器の状態を監視する監視手段とを有する管理装置とを備え、
負荷特徴量検出装置が、複数の同種の電気機器が接続されている電力線の始端側に挿入されて、これら複数の同種の電気機器全体に供給される電気量の挙動に対応した特徴量を求め、
管理装置の監視手段は、負荷特徴量検出装置からの特徴量データに基づいて上記複数の同種の電気機器の劣化状態を診断することを特徴とする電気機器監視システム。 It is interposed between the electrical equipment and the power supply, detects the current and voltage supplied to the electrical equipment while the electrical equipment is energized as an electrical quantity, and the feature quantity and current waveform indicate the magnitude of the current from the behavior of the electrical quantity. One or a plurality of load feature quantity detections having means for obtaining a feature quantity representing the shape of a current, a feature quantity representing a time difference between current and voltage, and a first communication means for sending the obtained feature quantity data through a communication line Equipment,
A feature database in which feature data corresponding to each electric device is stored in association with individual attribute data, and a second communication unit that receives feature data sent from the load feature detector; A specifying means for specifying the electrical device corresponding to the received feature value data by comparing the feature value data registered in the feature value database with the feature value data received by the second communication means; A management device having monitoring means for monitoring the state of the electrical device from the feature amount data of the electrical device,
A load feature quantity detection device is inserted on the start side of a power line to which a plurality of electrical devices of the same kind are connected, and obtains a feature quantity corresponding to the behavior of the electrical quantity supplied to all of the plurality of electrical equipment of the same kind. ,
Monitoring means of the management apparatus, gas equipment monitoring system power you characterized by diagnosing the deterioration state of the electrical device of the plurality of the same kind on the basis of the feature amount data from the load characteristic amount detecting device.
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