JP4731243B2 - Distribution line exploration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、建物の分電盤などの配電路の基端とコンセントなどの配電路の末端との間で電気配線上の対応を検査・確認する際に、配線路を正しく判定する配線路探査装置に関するものである。 The present invention is a wiring path exploration that correctly determines a wiring path when inspecting and confirming a correspondence on an electrical wiring between a base end of a distribution path such as a distribution board of a building and a terminal end of the distribution path such as an outlet. It relates to the device.
コンセントなどの配電路の末端に接続された送信器から送出された配電線搬送信号を、分電盤などの配電路の基端に接続された受信器で受信して配線路を特定する配線路探査装置が、従来提案されている(特許文献1〜3)。これらは受信信号の大きさにより送信器が接続されている配線路を特定するものである。
配電線搬送信号の受信器が、受信信号の大きさにより配電路を判断する場合、図1あるいは図2のような配線路では、その構成および配線路に接続された負荷のインピーダンスの影響によって、配線路の特定が困難であったり、誤った判定をする場合がある。以下詳しく説明する。図1及び図2は分電盤1,2の各分岐回路3a〜3e及び4a〜4eに設けられた遮断器5a〜5e及び6a〜6eがすべてオンとなっている状態を示している。
When the distribution line carrier signal receiver determines the distribution path based on the magnitude of the received signal, in the wiring path as shown in FIG. 1 or FIG. 2, due to the influence of the configuration and the impedance of the load connected to the wiring path, It may be difficult to specify the wiring path or make an incorrect determination. This will be described in detail below. 1 and 2 show a state where all of the circuit breakers 5a to 5e and 6a to 6e provided in the
図1において、遮断器5aのみがオンとなっている場合には、送信器7から送信された電流信号(商用周波数とは異なる所定の周波数の電流信号)は配電路8a及び分岐回路3aを経て受電トランス9の2次側を通って送信器7に戻るという閉回路が形成される。したがって、受信器10は電流信号センサ11a(変流器や磁気センサなど)により電流信号を検出する。この場合、受信器10で検出する電流信号の大きさは送信器7により送信された電流信号と同じ大きさになる。
In FIG. 1, when only the circuit breaker 5a is turned on, a current signal (a current signal having a predetermined frequency different from the commercial frequency) transmitted from the transmitter 7 passes through the
遮断器5a及び5dがともにオンとなっている場合には、送信器7から送信された電流信号は分岐回路3d及び配電路8dを通って負荷12にも分流する。したがって、受信器10は電流信号センサ11aのみならず電流信号センサ11dによっても電流信号を検出する。それぞれの電流信号の大きさは受電トランス9と負荷12のインピーダンス比に依存する。多くの場合、受電トランス9のインピーダンスが負荷12のインピーダンスに比べて低いので、電流信号のほとんどは受電トランス9の2次側に流れる。
When both the
しかし、受電トランス9のインピーダンスが高い、受電トランス9からの距離が長くて線路のインピーダンスが加わる、負荷12のインピーダンスが大変低い、などの条件によっては、送信器7が送出した電流信号の半分以上が負荷12の接続された分岐回路3d及び配電路8dに流れる場合がある。このような場合、受信器10の電流信号センサ11a,11dにより検出する電流信号の大きさに顕著な差は生じない。
However, depending on conditions such as the impedance of the power receiving transformer 9 being high, the distance from the power receiving transformer 9 being long, the impedance of the line being added, and the impedance of the
したがって、本来の探査されるべき配線路8a(本線)と探査されるべきでない配線路8d(非本線)でほぼ同じレベルあるいは逆のレベルの電流信号を検出するため、本線の特定が困難となる。
Therefore, since current signals having substantially the same level or opposite levels are detected in the
図2では、比較的近くに設置された、本線が接続されていない分電盤2に受信器10を接続した場合、受電トランス9のインピーダンスが高い、受電トランス9からの距離が長くて線路のインピーダンスが加わる、負荷12のインピーダンスが大変低い、などの条件によっては、誤った配線路13aを本線と誤判定してしまう。
In FIG. 2, when the
(本発明の目的)
本発明の目的は、負荷のインピーダンスの影響を排除して、探査されるべき配電路を誤りなく判定することができる配電路探査装置を提供することである。
(Object of the present invention)
An object of the present invention is to provide a power distribution route searching apparatus that can determine the power distribution route to be searched without error while eliminating the influence of the impedance of the load.
上記目的を達成するために、本発明は、配電路の末端に変調した電流信号を送出する送信器と、配電路の基端にて前記送信器から送出された電流信号を同期検波により受信する受信器とを有し、前記受信器にて受信した電流信号の方向を検出し、前記受信器にて受信した電流信号の方向が、前記送信器での電流信号の方向と同じであると、探査されるべき配電路であると判定し、前記電流信号の方向が反対であると、探査されるべきでない配電路であると判定する配電路探査装置であって、前記送信器が、変調し、送出する電流信号の波形を、所定の点が変調による変化点となるものとし、前記受信器が、同期検波により受信した電流信号の波形から送信側での前記変調による変化点に対応する受信側での基準点を算出し、送信側での前記変調による変化点と受信側での前記基準点の位相のずれを位相補正量として、同期検波に用いられる正弦波を位相補正し、該位相補正された正弦波を用いた同期検波により再度電流信号を受信し、前記基準点に対する再度受信した前記電流信号の位相から前記電流信号の方向を検出することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention receives a transmitter that transmits a modulated current signal at the end of a power distribution path, and receives the current signal transmitted from the transmitter at the base end of the power distribution path by synchronous detection . Having a receiver, detecting the direction of the current signal received by the receiver, and the direction of the current signal received by the receiver being the same as the direction of the current signal at the transmitter, A distribution path exploration device that determines that the distribution path is to be searched, and determines that the current signal is in the opposite direction when the direction of the current signal is opposite , wherein the transmitter modulates the distribution path. The waveform of the current signal to be transmitted is assumed to be a change point by modulation at a predetermined point, and the receiver receives from the waveform of the current signal received by synchronous detection corresponding to the change point by modulation on the transmission side. The reference point on the transmission side is calculated and the change on the transmission side is calculated. The phase difference of the reference point on the receiving side and the phase difference at the receiving side is used as the amount of phase correction, the phase of the sine wave used for synchronous detection is corrected, and the current signal is again generated by synchronous detection using the phase-corrected sine wave. Receiving and detecting the direction of the current signal from the phase of the current signal received again with respect to the reference point .
本発明によれば、負荷のインピーダンスの影響を排除して、探査されるべき配電路を誤りなく判定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the impedance of a load can be excluded and the distribution path which should be investigated can be determined without an error.
本発明を実施するための最良の形態は後述する実施例に記載の通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as described in Examples described later.
本発明の一実施例である配電路探査装置は、図1及び図2に示されるように、コンセントなどの配電路の末端に接続される送信器7と、分電盤1の分岐回路3a〜3eなどの配電路の基端に接続される受信器10を備え、送信器7から送出された配電線搬送信号の電流信号を受信器10で受信して配線路を判定する際、電流信号の方向を特定することで誤りなく配線路の判定を行うものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, a distribution line exploration device according to an embodiment of the present invention includes a transmitter 7 connected to the end of a distribution line such as an outlet, and
図3は、図1や図2の状態で電流信号の位相回転がない場合の電流信号波形及び位相を示す。本線(図1の配電路8a)と非本線(図1の配電路8d)とでは電流信号の方向が逆向きである。つまり、電流信号の位相を比較すると、180度の差があるため、1つの本線と複数の非本線との位相を相対的に比較することで、本線が持つ電流信号の位相は検出しやすいこととなる。
FIG. 3 shows a current signal waveform and phase when there is no phase rotation of the current signal in the state of FIG. 1 or FIG. The direction of the current signal is opposite between the main line (
ところが、実際の配電路では、配電路に電気機器(負荷)が接続され、配電路およびこの電気機器のインピーダンス(L:誘導成分、C:容量成分)の影響により、図4のように電流信号の位相は回転し、最大±90度変化する可能性がある。そのため、それぞれの電流信号受信位相の差を比較するだけでは本線と非本線の判定ができない場合が存在することになる。 However, in an actual distribution line, an electric device (load) is connected to the distribution line, and a current signal is generated as shown in FIG. 4 due to the influence of the distribution line and the impedance (L: induction component, C: capacitance component) of the electric device. The phase of can rotate and change up to ± 90 degrees. For this reason, there is a case where the main line and the non-main line cannot be determined only by comparing the difference between the current signal reception phases.
本実施例では、図5に示される送信器7及び図6に示される受信器10の構成により、コンセント側に設置した送信器7から後述する特定の電流信号を送出し、分電盤側に設置した受信器10で配電路毎に電流信号の位相を検出する。受信器10が検出した電流信号の位相は、送信器7から送出された特定の電流信号より算出される基準となる位相と比較されることにより、図7に示されるように、本線と非本線の電流信号領域の位相が区別される。このようにして、本線と非本線を判定するものである。
In this embodiment, the transmitter 7 shown in FIG. 5 and the
基準となる位相は、例えば商用周波電圧(50Hzあるいは60Hz)のゼロクロス点に設けても良いが、送信器7、受信器10のハードウエアに起因する誤差の影響があり得るので、これを回避するために特定の信号波形から算出するものである。
The reference phase may be provided, for example, at the zero-cross point of the commercial frequency voltage (50 Hz or 60 Hz). However, this may be affected by errors due to the hardware of the transmitter 7 and the
図5において、14は搬送信号発信回路、15は商用周波同期回路、16は電源回路、17はCPUである。搬送信号発信回路14、商用周波同期回路15及び電源回路16は配電路に接続される。
In FIG. 5, 14 is a carrier signal transmission circuit, 15 is a commercial frequency synchronization circuit, 16 is a power supply circuit, and 17 is a CPU. The carrier
図6において、18はバンドパスフィルタ、19は増幅器、20はA/D変換器、21はCPU、22は商用周波同期回路、23は電源回路である。バンドパスフィルタ18は電流信号センサ11a〜11eに接続され、商用周波同期回路22及び電源回路23は配電路に接続される。
In FIG. 6, 18 is a band-pass filter, 19 is an amplifier, 20 is an A / D converter, 21 is a CPU, 22 is a commercial frequency synchronization circuit, and 23 is a power supply circuit. The
以下に手順の詳細を図8(本線の場合)及び図9(非本線の場合)に示す。 Details of the procedure are shown in FIG. 8 (in the case of the main line) and FIG. 9 (in the case of the non-main line).
図8において、送信器7はプログラムされたタイミングで搬送信号発信回路14を制御し、図8(a)に示される電流信号を形成させ、配電路に重畳させて送出させる。出力される電流信号の波形は、プログラム上にデータとして書き込まれた値により形成される。出力のタイミングは、商用周波同期回路15より得られた商用周波のゼロクロス点を基準としてCPU17内部の演算により決定される。
In FIG. 8, the transmitter 7 controls the carrier
図中A点が位相反転している点である。このA点は、商用周波電圧のゼロクロス点である。電流信号は商用周波数より周波数が高く、図8(a)に示されるように位相反転点Aで位相が180°反転したものである。すなわち、位相変調信号(PSK)である。 The point A in the figure is the point where the phase is reversed. This point A is a zero cross point of the commercial frequency voltage. The current signal has a higher frequency than the commercial frequency, and the phase is inverted by 180 ° at the phase inversion point A as shown in FIG. That is, it is a phase modulation signal (PSK).
送信器7から送出された電流信号は、本線の場合には図6に示される受信器10の電流信号センサ11aにより検出され、バンドパスフィルタ18、増幅器19及びA/D変換器20を通ってCPU21に入力され、CPU21は受信処理を行う。
In the case of the main line, the current signal transmitted from the transmitter 7 is detected by the
CPU21は、受信した電流信号にこれと同一周波数である図8(b)の正弦波(sinθ)を乗じることにより同期検波する。その演算結果として図8(c)の波形を得る。
The
図8(c)の波形をデジタル処理として移動平均し、その結果、図8(d)の波形を得る。 The waveform of FIG. 8C is moving averaged as digital processing, and as a result, the waveform of FIG. 8D is obtained.
図8(d)の波形において、正から負、あるいは負から正への変化点を基準点Bとして定める。 In the waveform of FIG. 8D, a change point from positive to negative or from negative to positive is determined as a reference point B.
基準点Bは、移動平均処理により位相反転点Aがずれた点であり、電流信号の1周期分を移動平均した場合には1/2周期分、2周期分を移動平均したときには1周期分というように定まった量だけ位相反転点Aからずれた点であるため、基準点Bに対する信号波形の位相を算出することができる。 The reference point B is a point where the phase reversal point A is shifted by the moving average process. When the moving average of one period of the current signal is ½ period, when the moving average of two periods is taken, the reference point B is one period. Thus, since the point deviates from the phase inversion point A by a fixed amount, the phase of the signal waveform with respect to the reference point B can be calculated.
ここで、受信電流信号と図8(b)の正弦波(sinθ)との位相差がない場合には図8(d)で得られる波形は±0.5の振幅を持つ波形となるが、位相差が増えると振幅が小さくなり、位相差が±90°で振幅は0となる。このため、受信電流信号波形に正弦波と位相が90°ずれた正弦波(cosθ)をも受信電流信号に乗じて図8(c)に点線で示される波形を得た後、移動平均を行い、図8(d)の波形を得る。 Here, when there is no phase difference between the received current signal and the sine wave (sin θ) of FIG. 8B, the waveform obtained in FIG. 8D is a waveform having an amplitude of ± 0.5. As the phase difference increases, the amplitude decreases, and when the phase difference is ± 90 °, the amplitude becomes zero. Therefore, the received current signal waveform is also multiplied by a sine wave (cos θ) that is 90 ° out of phase with the received current signal to obtain the waveform indicated by the dotted line in FIG. The waveform of FIG. 8D is obtained.
図8(d)では、sinθとcosθを乗じて得られた結果のいずれかから、基準点Bを求めることができる。基準点Bは、送信側の位相反転点Aに対応する受信側の点である。 In FIG. 8D, the reference point B can be obtained from any of the results obtained by multiplying sin θ and cos θ. The reference point B is a point on the reception side corresponding to the phase inversion point A on the transmission side.
上記の手順で得られた基準点Bに基づき、図8(b)で乗じた正弦波に位相補正を行い、図8(e)の位相補正された正弦波を得る。Cは位相補正量である。これを受信電流信号に乗じて得られた図8(f)の波形を、さらに移動平均を行って図8(g)の波形を得る。 Based on the reference point B obtained by the above procedure, phase correction is performed on the sine wave multiplied in FIG. 8B to obtain the phase-corrected sine wave in FIG. C is a phase correction amount. The waveform of FIG. 8 (f) obtained by multiplying this by the received current signal is further subjected to moving average to obtain the waveform of FIG. 8 (g).
図8(g)の波形で、基準点Bから例えば信号1周期分さかのぼった点が正であれば、それは本線で受信した信号であり、負であれば非本線で受信した信号であると判定する。
図8(g)では、基準点Bからさかのぼった点Dで正となっているので、本線と判定する。
In the waveform of FIG. 8 (g), if the point back from the reference point B, for example by one cycle of the signal, is positive, it is a signal received on the main line, and if it is negative, it is determined that the signal is received on the non-main line. To do.
In FIG. 8G, since it is positive at a point D that goes back from the reference point B, it is determined as a main line.
非本線で受信した信号についても、上記の手順を実施し、最終的に図9(g)の波形を得る。 For the signal received on the non-main line, the above procedure is performed to finally obtain the waveform of FIG.
これは、基準点Bからさかのぼった点Dで負となっているので、非本線と判定する。 This is negative at a point D that goes back from the reference point B, so it is determined as a non-main line.
複数の電流信号センサ11a〜11eから受信した電流信号では、それぞれ位相が異なる可能性があり、全てに対してそれぞれの基準点Bを算出し、本線であるか、非本線であるかを判定する。基準点Bをさかのぼる点Dをどの程度にするかは、移動平均化をどの程度行うかにより異なる。図8及び図9の点Dは移動平均化処理を1.5周期行っている例の場合を示す。移動平均化処理を1周期以下とすると、演算結果が不安定(過渡的な数値をとる)になるので、1周期以上の安定した点とするのが良い。
In the current signals received from the plurality of
このように、全ての電流信号の位相(電流の方向)を判定することで、ほぼ同じレベルの電流信号を検出した場合、図2のように本線が接続されていない分電盤2に受信器10を接続した場合にも誤った判定をすることを防止できる。
In this way, when current signals having substantially the same level are detected by determining the phases (current directions) of all current signals, the receiver is connected to the
以上の実施例では、電流信号としてゼロクロス点で位相が反転する位相変調信号を用いているが、明らかな変化点を持つ信号であれば良い。例えば、周波数変調信号(FSK)や振幅位相変調信号(QAM)でも良い。 In the above embodiment, the phase modulation signal whose phase is inverted at the zero cross point is used as the current signal. However, any signal having an obvious change point may be used. For example, a frequency modulation signal (FSK) or an amplitude phase modulation signal (QAM) may be used.
1,2 分電盤
3a〜3e,4a〜4e 分岐回路
5a〜5e,6a〜6e 遮断器
7 送信器
8a,8d,13d 配電路
9 受電トランス
10 受信器
11a〜11e 電流信号センサ
12 負荷
1, 2
Claims (2)
前記送信器は、変調し、送出する電流信号の波形を、所定の点が変調による変化点となるものとし、
前記受信器は、同期検波により受信した電流信号の波形から送信側での前記変調による変化点に対応する受信側での基準点を算出し、送信側での前記変調による変化点と受信側での前記基準点の位相のずれを位相補正量として、同期検波に用いられる正弦波を位相補正し、該位相補正された正弦波を用いた同期検波により再度電流信号を受信し、前記基準点に対する再度受信した前記電流信号の位相から前記電流信号の方向を検出することを特徴とする配電路探査装置。 It has a transmitter for transmitting a current signal modulated at the end of the distribution channel, and a receiver for receiving a synchronous detection current signal transmitted from the transmitter at the proximal end of the distribution channel, at the receiver The direction of the received current signal is detected, and when the direction of the current signal received by the receiver is the same as the direction of the current signal at the transmitter, it is determined that the distribution path is to be explored. A distribution path exploration device that determines that the current signal direction is opposite and that the distribution path should not be explored,
The transmitter modulates and sends a waveform of a current signal to be transmitted, and a predetermined point becomes a change point by the modulation,
The receiver calculates a reference point on the reception side corresponding to the change point by the modulation on the transmission side from the waveform of the current signal received by synchronous detection, and changes the change point by the modulation on the transmission side and the reception side. The phase shift of the reference point is used as a phase correction amount, the phase of the sine wave used for synchronous detection is corrected, the current signal is received again by synchronous detection using the phase corrected sine wave, A distribution path exploration device that detects the direction of the current signal from the phase of the current signal received again .
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