JP6272135B2 - Power consumption system, leakage detection method, and program - Google Patents
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
本発明は、負荷装置と電源装置とを備える電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラムに関する。 The present invention relates to a power consumption system including a load device and a power supply device, a leakage detection method, and a program.
現在、供給された電力を消費する負荷装置と、交流電源から交流電力が供給され、負荷装置に電力を供給する電源装置と、を備える電力消費システムが知られている。このような電力消費システムとして、例えば、供給された直流電力を消費する照明装置と、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、照明装置に直流電力を供給する電力変換装置と、を備える照明システムがある。また、このような電力消費システムとして、例えば、供給された交流電力を消費する室外機と、交流電源から供給された交流電力を消費するとともに、交流電源から供給された交流電力を室外機に供給する室内機と、を備える空調システムがある。 2. Description of the Related Art Currently, a power consumption system is known that includes a load device that consumes supplied power, and a power supply device that is supplied with AC power from an AC power source and supplies power to the load device. As such a power consumption system, for example, a lighting device that consumes supplied DC power, a power conversion device that converts AC power supplied from an AC power source into DC power, and supplies DC power to the lighting device, There is a lighting system comprising: In addition, as such a power consumption system, for example, an outdoor unit that consumes supplied AC power and an AC power supplied from an AC power source are supplied to the outdoor unit. There is an air conditioning system including an indoor unit.
このような電力消費システムでは、経年劣化や他の要因により、漏電や接触不良などの異常が発生することがある。現在、このような異常を検知する種々の技術が知られている。例えば、特許文献1には、直流電力の供給開始直後にLED(Light Emitting Diode)照明端末に流れる突入電流を検出し、突入電流の初期値と現在の計測値との差が所定の基準値を下回ったときにLED照明端末が劣化したと判断する配電システムが開示されている。特許文献1に開示された配電システムは、負荷装置であるLED照明端末で発生する異常を検知するシステムである。
In such a power consumption system, abnormalities such as electric leakage and poor contact may occur due to aging degradation and other factors. Currently, various techniques for detecting such an abnormality are known. For example, in
しかしながら、電力消費システムにおいて発生する異常は、負荷装置で発生する異常に限定されない。例えば、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において漏電が発生することがある。一方、特許文献1に開示された配電システムでは、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することはできなかった。このため、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することが可能な電力消費システムが望まれている。
However, the abnormality that occurs in the power consumption system is not limited to the abnormality that occurs in the load device. For example, leakage may occur on a path for supplying power from the power supply device to the load device. On the other hand, in the power distribution system disclosed in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を検知することが可能な電力消費システム、漏電検知方法、および、プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problem, and includes a power consumption system, a leakage detection method, and a program capable of detecting a leakage occurring on a path for supplying power from a power supply device to a load device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明に係る電力消費システムは、
供給された直流電力を消費する負荷装置と、第1電源線と前記第1電源線と並列に設けられた第1基準線とを介して前記負荷装置に前記直流電力を供給し、第2電源線と前記第2電源線と並列に設けられた第2基準線とを介して交流電源から交流電力が供給される電源装置であって、前記交流電源から供給された交流電力を前記直流電力に変換し、前記負荷装置に前記直流電力を供給する電力変換手段であってコンデンサを備えるコンデンサインプット型全波整流の電源回路である電力変換手段を備える電源装置と、を備える電力消費システムであって、
前記第1電源線に流れる電流の電流値を測定する第1電流値測定手段と、
前記第1電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第1電源線と前記第1基準線との間に発生する漏電を検知する第1漏電検知手段と、
前記第2電源線に流れる電流の電流値を測定する第2電流値測定手段と、
前記第2電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第2電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第2漏電検知手段と、を備える。
In order to achieve the above object, a power consumption system according to the present invention includes:
The DC power is supplied to the load device via a load device that consumes the supplied DC power, and a first power supply line and a first reference line provided in parallel with the first power supply line, and a second power supply. A power supply device in which AC power is supplied from an AC power supply via a line and a second reference line provided in parallel with the second power supply line, wherein the AC power supplied from the AC power supply is converted to the DC power. A power consumption system comprising: a power conversion means for converting and supplying the DC power to the load device, and comprising a power conversion means that is a capacitor input type full-wave rectification power supply circuit comprising a capacitor. ,
First current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the first power supply line;
First leakage detection means for detecting a leakage generated between the first power line and the first reference line based on the current value measured by the first current value measurement means;
Second current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the second power supply line;
Based on the current value measured by the second current value measuring means, a current flowing through the second power line due to an abnormal current flowing through the capacitor and detected regardless of the period of the AC power supply is detected. And a second leakage detection means for detecting a leakage generated in the power conversion means.
本発明では、第1電源線に流れる電流の電流値に基づいて、第1電源線と第1基準線との間に発生する漏電が検知され、第2電源線に流れる電流の電流値に基づいて、電源装置が備える電力変換手段が備えるコンデンサに異常電流が流れることにより第2電源線に流れる電流であって交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、電力変換手段で発生する漏電が検知される。従って、本発明によれば、電源装置から負荷装置に電力を供給する経路上において発生する漏電を適切に検出することができる。 In the present invention, based on the current value of the current flowing in the first power supply line, leakage occurring between the first power supply line and the first reference line is detected, based on a current value of current flowing in the second power supply line And generated by the power conversion means by detecting the current flowing through the second power supply line due to the abnormal current flowing through the capacitor provided in the power conversion means provided in the power supply device and flowing independently of the cycle of the AC power supply. leakage to the Ru is detected. Therefore, according to the present invention, it is possible to appropriately detect a leakage occurring on a path for supplying power from the power supply device to the load device.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
まず、本発明の実施形態1に係る電力消費システム1000について説明する。電力消費システム1000は、供給された電力を消費する負荷装置と、交流電源300から供給された交流電力を適宜変換して負荷装置に供給する電源装置と、を備える。なお、負荷装置と電源装置とは、互いに分離されており、ケーブルなどにより相互に接続される。本実施形態では、図1に示すように、電力消費システム1000は、負荷装置である照明装置100と、電源装置である照明用電源200と、を備える照明システムである。
(Embodiment 1)
First, the
ここで、電力消費システム1000は、システム内部の種々の箇所において発生した異常を検知する機能を有する。このような異常は、例えば、経年劣化などの種々の要因により発生する漏電や接触不良などの異常である。典型的には、このような異常は、例えば、高い交流電圧が印加されるコンセントとプラグとの接触部分や高い直流電圧が印加される電源装置内部において発生する。このような漏電には、トラッキング現象に起因する漏電が含まれる。トラッキング現象は、電源線間等に蓄積したホコリが湿気を帯びて導通し、時間の経過とともにこのホコリが炭化し、炭化した部分がショートして発火する現象である。電力消費システム1000は、このような異常をなるべく早い段階で検知し、火災などの事故を未然に防ぐのに好適なシステムである。なお、電力消費システム1000は、このような異常が発生したおおよその箇所を特定することが可能である。
Here, the
照明装置100は、照明用電源200から供給された直流電力を消費して照明する装置である。照明装置100は、端子台110と、LED(Light Emitting Diode)120と、を備える。
The
端子台110は、照明装置100と照明用電源200とを結ぶケーブルの一端が接続される端子台である。このケーブルは、照明用電源200から照明装置100に電力を供給するためのケーブルであり、電源線L1と基準線N1とを絶縁物により被覆して構成される。従って、ケーブル内において、電源線L1と基準線N1とは絶縁される。電源線L1は、照明装置100が必要とする電源電位が印加される電線である。基準線N1は、電源電位の基準となる電位が印加される電線であり、典型的には、接地電位が印加される電線である。端子台110は、電源線L1の一端が接続される電源端子と、基準線N1の一端が接続される基準端子と、を備える。
The
LED120は、アノードからカソードに向かって流れる電流の電流値に応じた強さの光を発するダイオードである。LED120は、端子台110に接続されたケーブルを介して供給される電力により発光する。なお、図1では、理解を容易にするため、照明装置100がLED120を1個だけ備えている例を示している。照明装置100は、端子台110が備える電源端子と基準端子との間に直列あるいは並列または直並列に接続された、多数のLED120を備えることができる。
The
抵抗130は、電源線L1と基準線N1との間に存在する仮想的な抵抗である。抵抗130の抵抗値は、初期状態では無限大に近い値であるが、電源線L1や基準線N1を被覆する絶縁物の劣化の進行に伴って激減する。抵抗130に流れる電流を、適宜、異常電流という。
The
照明用電源200は、交流電源300から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を照明装置100に供給する。照明用電源200は、端子台210と、プラグ220と、AC/DC(Alternate Current/ Direct Current)コンバータ230と、制御部240と、電流センサ251、252と、電圧センサ253、254、255、256とを備える。
The
端子台210は、照明装置100と照明用電源200とを結ぶケーブルの他端が接続される端子台である。端子台210は、電源線L1の他端が接続される電源端子と、基準線N1の他端が接続される基準端子と、を備える。従って、端子台210の電源端子は、電源線L1を介して、端子台110の電源端子と接続される。また、端子台210の基準端子は、基準線N1を介して、端子台110の基準端子と接続される。
The
プラグ220は、交流電源300に接続されたコンセント310に差し込まれ、交流電源300から供給される交流電力を受け付けるプラグである。プラグ220は、電源端子と基準端子とを備える。プラグ220がコンセント310に差し込まれた状態では、プラグ220が備える電源端子にはL相の電位が印加され、プラグ220が備える基準端子にはN相の電位が印加される。
The
AC/DCコンバータ230は、プラグ220を介して交流電源300から供給された交流電力を直流電力に変換する。AC/DCコンバータ230は、変換により得られた直流電力を、端子台210を介して照明装置100に供給する。以下、図2を参照して、AC/DCコンバータ230の構成について説明する。図2に示すように、AC/DCコンバータ230は、バリスタ231、コンデンサ232、ダイオードブリッジ233、コイル234、コンデンサ235、抵抗236、DC/DC(Direct Current/Direct Current)コンバータ237を備える。
The AC /
バリスタ231は、両端子間の電圧が低いうちは電気抵抗が高く、両端子間の電圧が高くなると電気抵抗が低くなる電子部品である。バリスタ231は、一端が交流電源300のL相に接続され、他端が交流電源300のN相に接続される。
The
コンデンサ232は、両端子間に印加された電圧に応じて電荷を充電又は放電する電子部品である。コンデンサ232は、一端が交流電源300のL相に接続され、他端が交流電源300のN相に接続される。バリスタ231とコンデンサ232は、保護回路として機能する。
The
ダイオードブリッジ233は、入力端子間に印加された交流電圧を直流電圧に変換し、出力端子間に印加する電子回路である。ダイオードブリッジ233は、一方の入力端子が交流電源300のL相に接続され、他方の入力端子が交流電源300のN相に接続される。ダイオードブリッジ233は、例えば、ブリッジ型に接続されたダイオードを備える。
The
コイル234は、両端間に流れる電流によって形成される磁場にエネルギーを蓄えることができる受動素子である。コイル234の一端は、ダイオードブリッジ233の+側の出力端子に接続される。
The
コンデンサ235は、両端子間に印加された電圧に応じて電荷を充電又は放電する電子部品である。コンデンサ235の一端は、コイル234の他端に接続される。コンデンサ235の他端は、ダイオードブリッジ233の−側の出力端子に接続される。コンデンサ232は、ダイオードブリッジ233の出力端子間の電圧を平滑化する。
The
抵抗236は、両端間に流れる電流を制限する受動素子である。抵抗236の一端は、コイル234の他端に接続される。抵抗236の他端は、ダイオードブリッジ233の−側の出力端子に接続される。
The
DC/DCコンバータ237は、入力端子間に印加された直流電圧を変換し、出力端子間に印加する回路である。DC/DCコンバータ237の一方の入力端子は、コイル234の他端に接続される。DC/DCコンバータ237の他方の入力端子は、ダイオードブリッジ233の−側の出力端子に接続される。DC/DCコンバータ237の一方の出力端子は、端子台210が備える電源端子を介して、電源線L1に接続される。DC/DCコンバータ237の他方の出力端子は、端子台210が備える基準端子を介して、基準線N1に接続される。つまり、DC/DCコンバータ237は、直流電力の電圧値を変換する回路である。なお、DC/DCコンバータ237は、入力電圧が出力電圧よりも高い場合、入力電圧を降圧して出力電圧を生成する。一方、DC/DCコンバータ237は、入力電圧が出力電圧よりも低い場合、入力電圧を昇圧して出力電圧を生成する。この場合、DC/DCコンバータ237は、昇圧用のインバータとAC/DCコンバータとを備えていてもよい。
The DC /
制御部240は、照明用電源200全体の動作を制御する。典型的には、制御部240は、漏電や接触不良などの異常の発生を検知し、異常の発生を検知した場合、異常が発生した旨を報知したり、電力供給を停止したりする。制御部240は、電流センサ251、252、電圧センサ253、254、255、256から供給された情報に基づいて、異常の発生を検知する。
The
電流センサ251は、電源線L2に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部240に出力する。電流センサ252は、電源線L1に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部240に出力する。電流センサ251、252は、例えば、カレントトランスであってもよいし、シャント抵抗であってもよい。
The
電圧センサ253は、電源線L2の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。電圧センサ254は、基準線N2の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。電圧センサ255は、電源線L1の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。電圧センサ256は、基準線N1の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。
The
次に、図3を参照して、制御部240の物理的な構成について説明する。図3に示すように、制御部240は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、フラッシュメモリ14、RTC(Real Time Clock)15、タッチスクリーン16、センサインターフェース17、外部機器インターフェース18、宅内電気通信網インターフェース19を備える。制御部240が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。
Next, the physical configuration of the
CPU11は、制御部240の全体の動作を制御する。なお、CPU11は、ROM12に格納されているプログラムに従って動作し、RAM13をワークエリアとして使用する。ROM12には、制御部240の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。RAM13は、CPU11のワークエリアとして機能する。つまり、CPU11は、RAM13にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。
The
フラッシュメモリ14は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。例えば、フラッシュメモリ14は、電流センサ251、252、電圧センサ253、254、255、256から供給された情報などを記憶する。
The
RTC15は、計時用のデバイスである。RTC15は、例えば、電池を内蔵し、制御部240の電源がオフの間も計時を継続する。RTC15は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。
The
タッチスクリーン16は、ユーザによりなされたタッチ操作を検知し、検知の結果を示す信号をCPU11に供給する。また、タッチスクリーン16は、CPU11などから供給された画像信号に基づく画像を表示する。このように、タッチスクリーン16は、制御部240のユーザインターフェースとして機能する。
The
センサインターフェース17は、電流センサ251、252、電圧センサ253、254、255、256から供給された情報を受信するためのインターフェースである。センサインターフェース17は、予め定められた周期(サンプリング周期)毎に取得される情報(電流値または電圧値)を、予め定められた期間分記憶するバッファメモリを備える。このバッファメモリは、ループバッファであり、直近の予め定められた期間分の情報を記憶する。センサインターフェース17は、自動的に、もしくは、CPU11による指示に従って、バッファメモリに記憶されている情報を、CPU11、RAM13、フラッシュメモリ14などに供給することができる。なお、サンプリング周期(例えば、50μSec)は、交流電源300の周期(例えば、20mSec)よりも十分に短いものとする。
The
外部機器インターフェース18は、制御部240を、図示しない警報装置やブレーカなどの外部機器に接続するためのインターフェースである。外部機器インターフェース18は、CPU11による制御に従って、外部機器を制御することができる。外部機器インターフェース18は、例えば、有線LAN(Local Area Network)、Wi−Fi(Wireless Fidelity)、特定小電力無線などの無線LANなどに接続するためのLANインターフェース、もしくは、RS(Recommended-Standards)−232C、RS−485、USB(Universal Serial Bus)、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394などのシリアル通信用のインターフェースである。なお、外部機器インターフェース18は、照明装置100と通信する機能を有していてもよい。
The
宅内電気通信網インターフェース19は、制御部240を、図示しない宅内電気通信網に接続するためのインターフェースである。宅内電気通信網インターフェース19は、例えば、NIC(Network Interface Card)などのLANインターフェースを備える。
The home
交流電源300は、電力消費システム1000に交流電力を供給する交流電源である。交流電源300は、例えば、実効値が100Vの電圧であり、周波数が50Hz(または、60Hz)の電源である。
The
コンセント310は、交流電源300から電力消費システム1000に交流電力を供給するためのコンセントである。コンセント310は、電源端子と基準端子とを備える。コンセント310が備える電源端子は、電源線L2を介して交流電源300のL相に接続される。また、コンセント310が備える基準端子は、基準線N2を介して交流電源300のN相に接続される。なお、プラグ220がコンセント310に差し込まれた状態では、コンセント310が備える電源端子は、プラグ220が備える電源端子に接続され、コンセント310が備える基準端子は、プラグ220が備える基準端子に接続される。
The
次に、図4を参照して、電力消費システム1000の基本的な機能について説明する。電力消費システム1000は、機能的には、負荷装置400と電源装置500とを備える。ここで、負荷装置400は、供給された電力を消費する。一方、電源装置500は、第1電源線と第1基準線とを介して負荷装置400に電力を供給し、第2電源線と第2基準線とを介して交流電源300から交流電力が供給される。なお、負荷装置400は、例えば、照明装置100である。また、電源装置500は、例えば、照明用電源200である。また、第1電源線、第1基準線、第2電源線、第2基準線は、例えば、それぞれ、電源線L1、基準線N1、電源線L2、基準線N2である。ここで、電力消費システム1000は、機能的には、第1電流値測定部101、第1漏電検知部102を備える。
Next, basic functions of the
第1電流値測定部101は、第1電源線に流れる電流の電流値を測定する。第1電流値測定部101は、例えば、電流センサ252を備える。
The first current
第1漏電検知部102は、第1電流値測定部101により測定された電流値に基づいて、第1電源線と第1基準線との間に発生する漏電を検知する。第1漏電検知部102は、例えば、CPU11を備える。
The first
ここで、負荷装置400は、直流電力を消費する装置であってもよい。この場合、電源装置500は、電力変換部103を備えてもよい。電力変換部103は、第2電源線と第2基準線とを介して交流電源300から供給された交流電力を直流電力に変換し、第1電源線と第1基準線とを介して負荷装置400に直流電力を供給する。電力変換部103は、例えば、AC/DCコンバータ230を備える。
Here, the
また、電力消費システム1000は、第2電流値測定部104と第2漏電検知部105とをさらに備えていてもよい。第2電流値測定部104は、第2電源線に流れる電流の電流値を測定する。第2電流値測定部104は、例えば、電流センサ251を備える。第2漏電検知部105は、第2電流値測定部104により測定された電流値に基づいて、電力変換部103で発生する漏電を検知する。第2漏電検知部105は、例えば、CPU11を備える。
The
ここで、第2漏電検知部105は、第2電流値測定部104により測定された電流値に基づく交流電源300の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。例えば、第2漏電検知部105は、この一致度が閾値以下であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
Here, the second
また、第2漏電検知部105は、第2電流値測定部104により測定された電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かを判別することができる。例えば、第2漏電検知部105は、この高周波成分が閾値以上であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
Further, the second
また、第1漏電検知部102は、第1電流値測定部101により測定された電流値の高周波成分が閾値以上であることを検知することができる。例えば、第1漏電検知部102は、この高周波成分が閾値以上であると判別した場合、漏電が発生したと判別する。
Further, the first
次に、電力消費システム1000の動作について説明する。
Next, the operation of the
照明用電源200は、電源線L2と基準線N2とを介して交流電源300から供給された交流電力を、照明装置100が利用するのに好適な電圧値の直流電力に変換する。具体的には、まず、照明用電源200は、供給された交流電力を整流し、数十V程度の電圧値の直流電力を生成する。そして、照明用電源200は、この直流電力をインバータなどにより昇圧して、数百V程度の電圧値の交流電力を生成する。さらに、照明用電源200は、取得した交流電力を整流して数百V程度(例えば、300V)の電圧値の直流電力を生成する。ここで、照明用電源200は、電源線L1と基準線N1とを介して、生成した直流電力を照明装置100に供給する。一方、照明装置100は、供給された直流電力を消費して、照明する。
The
ここで、電力消費システム1000は、稼働している間に、様々な部位で劣化が発生する可能性がある。例えば、電源線L1や基準線N1を被覆するケーブルは、周囲の環境によっては、耐用年数が経過する前に、著しく劣化する可能性がある。例えば、温度や湿度が急激に変化したり、温度や湿度が著しく高かったり(または、低かったり)、水分、油分、化学物質が存在したりする場合、電源線L1や基準線N1を被覆する絶縁物が劣化する可能性が高い。このような劣化が激しい状態において、電源線L1と基準線N1との間に高い直流電圧が印加されると、電源線L1から基準線N1などに漏洩電流が流れることがある。そして、このような漏洩電流が流れ続けると、絶縁物の温度が上昇し、絶縁物の炭化が進行し、電源線L1と基準線N1とが短絡してスパークが発生することもある。
Here, while the
また、端子台110や端子台210における接触部分も、周囲の環境によっては、時間の経過とともに劣化が進行する。従って、端子台110や端子台210における接触部分では、接触不良や短絡が発生する可能性がある。なお、接触不良が発生すると、電力の供給が停止される可能性がある。また、短絡やトラッキング現象により発火する可能性がある。
Moreover, the contact part in the
以下、電源線L1と基準線N1とにおいて発生する漏電を検出する手法について説明する。 Hereinafter, a method for detecting leakage occurring in the power supply line L1 and the reference line N1 will be described.
図5(A)は、電源線L1と基準線N1との間に印加される電圧が、時間の経過とともになだらかに変化している様子を示している。この電圧は、AC/DCコンバータ230により生成される直流電圧であるため、基本的には、交流成分を殆ど含まない。
FIG. 5A shows a state in which the voltage applied between the power supply line L1 and the reference line N1 changes gently with time. Since this voltage is a direct current voltage generated by the AC /
図5(B)は、電源線L1に流れる負荷電流が、電源線L1と基準線N1との間に印加される電圧の変化に伴って、時間の経過とともになだらかに変化している様子を示している。なお、負荷電流は、電源線L1を介して、照明用電源200から照明装置100に流入する電流である。ここで、照明装置100は、インピーダンスが殆ど変化しないという特性を有する。従って、基本的に、負荷電流は、電源線L1と基準線N1との間に印加される電圧と同様に、交流成分を殆ど含まない。なお、外来ノイズやAC/DCコンバータ230が生成した直流電圧に含まれる残留ノイズにより、負荷電流に交流成分が含まれることもある。
FIG. 5B shows a state in which the load current flowing through the power supply line L1 changes gently with time as the voltage applied between the power supply line L1 and the reference line N1 changes. ing. Note that the load current is a current that flows from the
図5(C)は、電源線L1と基準線N1との間の劣化が進行し、t1により示される時刻以降に、電源線L1に流れる異常電流が発生した様子を示している。異常電流は、電源線L1から照明装置100に流れる正規の電流(負荷電流)ではなく、被覆の劣化などにより、電源線L1から基準線N1などに流れてしまう異常な電流である。異常電流は、被覆の劣化がある程度進行した段階以降に断続的に発生する。異常電流は、短絡電流に近いレベルのパルス状の電流である。なお、絶縁劣化は、電線間が短絡して火花が発生し、炭化経路が形成され、発火焼却によりさらに炭化が進むことで進行する。
FIG. 5C shows a state in which deterioration between the power supply line L1 and the reference line N1 has progressed, and an abnormal current flowing through the power supply line L1 has occurred after the time indicated by t1. The abnormal current is not a normal current (load current) that flows from the power supply line L1 to the
図5(D)は、電源線L1に流れる電流(検出電流)に異常電流が含まれている様子を示している。なお、検出電流は、電流センサ252により電源線L1に流れる電流を検出したときに検出される電流である。図5(D)に示すように、図5(B)に示す負荷電流に、図5(C)に示す異常電流が重畳されたものが、検出電流として検出される。ここで、負荷電流は交流成分を殆ど含まない電流であるが、異常電流は交流成分を含む電流である。従って、検出電流は、異常電流が発生するまでは交流成分を殆ど含まず、異常電流が発生してからは交流成分を含むものとなる。このため、検出電流に基づいて、電源線L1と基準線N1との間で漏電しているか否かを判別することが可能である。
FIG. 5D shows a state where an abnormal current is included in the current (detected current) flowing through the power supply line L1. The detected current is a current detected when a current flowing through the power supply line L1 is detected by the
例えば、CPU11は、交流電源300の周波数よりも十分に高い周波数(例えば、数kHzから数十kHz程度)で電源線L1に流れる電流の電流値をサンプリングし、数周期分の検出電流の電流値の時系列データ(以下、適宜「電流値波形」という。)をフラッシュメモリ14などに記憶する。そして、CPU11は、フラッシュメモリ14などに記憶されている電流値波形を分析して、検出電流に含まれる交流成分が閾値以上であるか否かを判別することができる。例えば、CPU11は、電流値波形に対して、離散高速フーリエ変換処理を施し、予め定められた周波数以上の周波数成分が閾値以上の割合である場合、漏電が発生していると判別することができる。あるいは、CPU11は、電流値波形に対して、低域遮断フィルタ処理を施し、処理後の成分が閾値以上である場合、漏電が発生していると判別することができる。
For example, the
なお、CPU11は、漏電が発生していると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、CPU11は、電力の供給の停止とともに、電源線L1から漏電している旨を報知することができる。例えば、CPU11は、電源線L1から漏電している旨のメッセージをタッチスクリーン16に表示することができる。また、CPU11は、外部機器インターフェース18や宅内電気通信網インターフェース19を介して、電源線L1から漏電している旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、電源線L1から漏電している旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
In addition, CPU11 can stop supply of electric power, when it determines with the electric leakage having generate | occur | produced. Thereby, it can be expected to suppress a dangerous situation such as ignition due to leakage current. Moreover, CPU11 can alert | report that it has leaked from the power supply line L1 with the stop of supply of electric power. For example, the
ここで、AC/DCコンバータ230の内部においても、劣化により漏洩電流が流れる可能性がある。以下、AC/DCコンバータ230の内部において発生する漏電を検出する手法について説明する。
Here, also in the AC /
まず、AC/DCコンバータ230がコンデンサインプット型全波整流の電源回路であるものとする。この場合、電源回路の内部に劣化がない場合、図6(A)に示すように、交流電圧(電源線L2と基準線N2との間に印加される電圧)のピーク付近で、ダイオードブリッジ233内のダイオードが導通する期間のみ、電源線L2に電流が流れることになる。なお、図6(A)、図6(B)において、電源線L2に流れる電流の電流値を実線で示し、交流電圧の電圧値を破線で示している。なお、導通角は、負荷電流の大きさに依存する。
First, it is assumed that the AC /
ここで、コンデンサ235の劣化により電解液漏れなどが発生し、コンデンサ235に異常電流が流れるようになったものとする。この場合、図6(B)に示すように、交流電圧の周期とは無関係に、不規則に、電源線L2に電流が流れることになる。その理由は、コンデンサ235は、整流回路の後段に配置され、両端にある程度平滑化された直流電圧が印加されているためである。つまり、異常箇所に高い電圧が印加されている時期に異常電流が流れやすいが、異常箇所に印加される電圧が直流電圧である場合、異常電流が流れやすい時期というものが定まらないためである。
Here, it is assumed that an electrolyte leak or the like occurs due to deterioration of the
なお、コンデンサ235に異常電流が流れているか否かを判別する手法は、適宜、調整することができる。例えば、CPU11は、電流値波形を分析して、交流電源300の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。例えば、CPU11は、ある周期における電流値波形を構成する電流値と、他の周期における電流値波形を構成する電流値とについて、サンプリング順に差分をとり、差分の平均値の逆数を上述した一致度として求めることができる。そして、CPU11は、この一致度が閾値以下である場合、コンデンサ235に異常電流が流れていると判別することができる。
Note that the method of determining whether or not an abnormal current is flowing through the
もしくは、CPU11は、電流値波形に対して、離散高速フーリエ変換処理を施し、閾値となる周波数(商用周波数を超える周波数)以上の周波数成分が閾値以上の割合である場合、コンデンサ235に異常電流が流れていると判別することができる。あるいは、CPU11は、電流値波形に対して、閾値となる周波数をカットオフ周波数とする低域遮断フィルタ処理を施し、処理後の成分が閾値以上である場合、コンデンサ235に異常電流が流れていると判別することができる。
Alternatively, the
なお、CPU11は、コンデンサ235に異常電流が流れていると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、CPU11は、電力の供給の停止とともに、コンデンサ235に異常電流が流れている可能性がある旨を報知することができる。例えば、CPU11は、コンデンサ235に異常電流が流れている旨のメッセージをタッチスクリーン16に表示することができる。また、CPU11は、外部機器インターフェース18や宅内電気通信網インターフェース19を介して、コンデンサ235に異常電流が流れている旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、コンデンサ235に異常電流が流れている旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
If the
本実施形態では、照明用電源200から照明装置100に電力を供給する電源線L1に流れる電流の電流値に基づいて、電源線L1から発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、電源線L1から発生する漏電を適切に検知することができる。なお、照明用電源200が電流値の制御のために電流センサ251や電流センサ252を予め備えている場合、漏電検出用のプログラムを実行する機能を照明用電源200に持たせるだけでよい。
In the present embodiment, the leakage occurring from the power supply line L1 is detected based on the current value of the current flowing through the power supply line L1 that supplies power from the
また、本実施形態では、交流電源300からAC/DCコンバータ230に電力を供給する電源線L2に流れる電流の電流値に基づいて、AC/DCコンバータ230で発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、AC/DCコンバータ230で発生する漏電を適切に検知することができる。
Further, in the present embodiment, the electric leakage generated in the AC /
また、本実施形態では、電源線L2に流れる電流の電流値に基づく交流電源300の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、AC/DCコンバータ230で発生する漏電を効率よく検知することができる。
Further, in the present embodiment, it is determined whether or not the degree of coincidence of current value waveforms for each cycle of the
また、本実施形態では、電源線L2に流れる電流の電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、AC/DCコンバータ230で発生する漏電を効率よく検知することができる。
In the present embodiment, it is determined whether or not the high-frequency component of the current value of the current flowing through the power supply line L2 is greater than or equal to the threshold value. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to efficiently detect a leakage occurring in the AC /
また、本実施形態では、電源線L1に流れる電流の電流値の高周波成分が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、電源線L1から発生する漏電を効率よく検知することができる。 In the present embodiment, it is determined whether or not the high-frequency component of the current value of the current flowing through the power supply line L1 is greater than or equal to the threshold value. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to efficiently detect a leakage generated from the power supply line L1.
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る電力消費システム1001について説明する。図7に示すように、電力消費システム1001は、負荷装置である室外機150と、電源装置としても機能する室内機250と、を備える空調システムである。以下、電力消費システム1001が電力消費システム1000と異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Next, a
室外機150は、室内機250から供給された交流電力を消費して、空調処理のうちの一部の処理を実行する。典型的には、室外機150は、冷媒などの冷却処理を実行する。なお、室外機150と室内機250とは、通信のための制御線や熱交換のための媒体の流路などにより相互に接続される。室外機150は、端子台110と、空調負荷121と、を備える。
The
端子台110は、室外機150と室内機250とを結ぶケーブルの一端が接続されるコネクタである。このケーブルは、室内機250から室外機150に電力を供給するためのケーブルであり、電源線L1と基準線N1とを絶縁物により被覆して構成される。
The
空調負荷121は、室内機250から供給された交流電力を消費する負荷である。空調負荷121は、例えば、冷媒の冷却処理を実行する。
The
室内機250は、交流電源300から供給された交流電力を室外機150に供給する。また、室内機250は、交流電源300から供給された交流電力を消費して、空調処理のうちの一部の処理を実行する。例えば、室内機250は、室外機150から供給された媒体により得られる熱エネルギーを利用して、室内の空調処理を実行する。室内機250は、端子台210と、プラグ220と、制御部240と、電流センサ251と、電圧センサ253、254とを備える。
The
端子台210は、室外機150と室内機250とを結ぶケーブルの他端が接続されるコネクタである。
The
プラグ220は、交流電源300に接続されたコンセント310に差し込まれ、交流電源300から供給される交流電力を受け付けるプラグである。
The
抵抗261は、プラグ220の電源端子とコンセント310の電源端子との接触部分に存在する仮想的な抵抗である。抵抗261の抵抗値は、接触部分の劣化により増大する。抵抗262は、プラグ220の基準端子とコンセント310の基準端子との接触部分に存在する仮想的な抵抗である。抵抗262の抵抗値は、接触部分の劣化により増大する。
The resistor 261 is a virtual resistor present at the contact portion between the power terminal of the
制御部240は、室内機250全体の動作を制御する。典型的には、制御部240は、漏電や接触不良などの異常の発生を検知し、異常の発生を検知した場合、異常が発生した旨を報知したり、電力供給を停止したりする。制御部240は、電流センサ251、電圧センサ253、254から供給された情報に基づいて、異常の発生を検知する。この他、制御部240は、室外機150と通信し、空調を制御する処理を実行する。
The
電流センサ251は、電源線L3に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す情報を制御部240に出力する。なお、電源線L3は、端子台210の電源端子とプラグ220の電源端子とを接続する電線である。従って、電源線L3には、交流電源300の電源電位が印加される。
The
電圧センサ253は、電源線L3の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。電圧センサ254は、基準線N3の電圧の電圧値(電位)を検出し、検出した電圧値を示す情報を制御部240に出力する。なお、基準線N3は、端子台210の基準端子とプラグ220の基準端子とを接続する電線である。従って、基準線N3には、交流電源300の基準電位が印加される。
The
次に、図8を参照して、電力消費システム1001の基本的な機能について説明する。電力消費システム1001は、機能的には、負荷装置401と電源装置501とを備える。ここで、負荷装置401は、供給された電力を消費する。一方、電源装置501は、第1電源線と第1基準線とを介して負荷装置401に電力を供給し、第2電源線と第2基準線とを介して交流電源300から交流電力が供給される。なお、負荷装置401は、例えば、室外機150である。また、電源装置501は、例えば、室内機250である。また、第1電源線、第1基準線、第2電源線、第2基準線は、例えば、それぞれ、電源線L1、基準線N1、電源線L2、基準線N2である。ここで、電力消費システム1001は、機能的には、第1電流値測定部101、第1漏電検知部102を備える。
Next, basic functions of the
第1電流値測定部101は、第1電源線に流れる電流の電流値を測定する。第1電流値測定部101は、例えば、電流センサ251を備える。
The first current
第1漏電検知部102は、第1電流値測定部101により測定された電流値に基づいて、第1電源線と第1基準線との間に発生する漏電を検知する。第1漏電検知部102は、例えば、CPU11を備える。
The first
ここで、負荷装置401は、交流電力を消費する装置であってもよい。この場合、電源装置501は、第1電源線と第2電源線とを結ぶ第3電源線と、第1基準線と第2基準線とを結ぶ第3基準線と、を備える。
Here, the
また、電力消費システム1001は、電圧値測定部106と接触不良検知部107とをさらに備えていてもよい。電圧値測定部106は、第3電源線と第3基準線との間の電圧の電圧値を測定する。電圧値測定部106は、例えば、電圧センサ253、254を備える。接触不良検知部107は、電圧値測定部106により測定された電圧値に基づいて、第2電源線と第3電源線との接触部における接触不良、または、第2基準線と第3基準線との接触部における接触不良を検知する。接触不良検知部107は、例えば、CPU11を備える。
The
ここで、接触不良検知部107は、第1電流値測定部101により測定された電流値と電圧値測定部106により測定された電圧値との相関係数が閾値以上であるか否かを判別することができる。
Here, the contact
また、第1漏電検知部102は、第1電流値測定部101により測定された電流値に基づく交流電源300の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かを判別することができる。
Further, the first
次に、電力消費システム1001の動作について説明する。
Next, the operation of the
プラグ220がコンセント310に接続されると、室内機250には、交流電源300から交流電力が供給される。室内機250は、供給された交流電力を、電源線L1と基準線N1とを介して、室外機150に供給する。一方、室外機150は、供給された交流電力を消費して、空調処理の一部の処理を実行する。
When the
ここで、電力消費システム1001は、稼働している間に、様々な部位で劣化が発生する可能性がある。例えば、実施形態1と同様に、電源線L1や基準線N1を被覆する絶縁物が劣化すると、電源線L1と基準線N1とが短絡してスパークが発生することがある。
Here, while the
以下、電線部分(電源線L1と基準線N1)において発生する漏電を検出する手法について説明する。 Hereinafter, a method for detecting electric leakage occurring in the electric wire portion (power supply line L1 and reference line N1) will be described.
まず、室外機150の電源回路構成がコンデンサインプット型のものであれば、電源線L1と基準線N1との間の漏電が発生する前は、図6(A)に示すような電流(以下、適宜「負荷電流」という。)が電源線L3(電源線L1、電源線L2も同様)に流れる。
First, if the power supply circuit configuration of the
一方、電源線L1と基準線N1との間の漏電が発生すると、抵抗130の抵抗値が激減し、電源線L1と基準線N1との間にスパーク等が発生し、抵抗130に異常電流が流れる。この異常電流は、振幅が極めて大きく、交流電源300の周期毎に振幅が不規則に変動する電流である。なお、異常電流の振幅は、負荷電流の振幅に比べて、極めて大きくなる。従って、漏電が発生した後に電源線L3に流れる電流(電流センサ251により検出される検出電流)は、ほぼ異常電流となる。図9に、絶縁劣化が発生した後に電源線L3に流れる電流の電流値を実線で示す。なお、図9では、交流電源300の交流電圧の電圧値を破線で示している。
On the other hand, when an electric leakage occurs between the power supply line L1 and the reference line N1, the resistance value of the
電源線L3に流れる電流に基づいて、電源線L1と基準線N1との間の漏電を検出する手法は、適宜、調整することができる。例えば、CPU11は、電源線L3に流れる電流の電流値をサンプリングし、数周期分の電流値波形をフラッシュメモリ14などに記憶する。そして、CPU11は、周期毎の電流値波形を相互に比較し、電流値波形の再現性を判別する。CPU11は、例えば、周期毎の電流値波形の振幅の大きさの差が、閾値以上であると判別した場合、電流値波形の再現性がないと判別することができる。CPU11は、電流値波形の再現性があると判別した場合、電源線L1と基準線N1との間の漏電がないと判別する。一方、CPU11は、電流値波形の再現性がないと判別した場合、電源線L1と基準線N1との間の漏電があると判別する。
Based on the current flowing through the power supply line L3, the method of detecting a leakage between the power supply line L1 and the reference line N1 can be adjusted as appropriate. For example, the
CPU11は、電源線L1と基準線N1との間の漏電があると判別した場合、電力の供給を停止することができる。これにより、漏洩電流による発火など危険な状況になることを抑制することが期待できる。また、CPU11は、電力の供給の停止とともに、電源線L1と基準線N1との間に漏電がある旨を報知することができる。例えば、CPU11は、電源線L1と基準線N1との間の漏電がある旨のメッセージをタッチスクリーン16に表示することができる。また、CPU11は、外部機器インターフェース18や宅内電気通信網インターフェース19を介して、電源線L1と基準線N1との間の漏電がある旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、電源線L1と基準線N1との間の漏電がある旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
When the
次に、プラグ220とコンセント310との接触部分において発生する接触不良を検出する手法について説明する。
Next, a method for detecting a contact failure occurring at the contact portion between the
まず、プラグ220とコンセント310との接触不良がない場合、抵抗261の抵抗値や抵抗262の抵抗値は、極めて小さく、接触部分における電圧降下や電力損失は、無視できるほどに小さい。従って、プラグ220とコンセント310との接触不良がない場合、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧は、図10(A)に実線で示すような電圧となる。なお、図10(A)、図10(B)では、電源線L3に流れる電流を破線で示している。プラグ220とコンセント310との接触不良がない場合、電源側の直列インピーダンスが低いため、図10(A)に示すように、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧の変動は、電源線L3に流れる電流の変動に対して、相関性がない。
First, when there is no poor contact between the
ここで、コンセント310の内部の電線接続端子である速結端子やネジ式端子に緩み等がある場合、微小な放電が繰り返されることになり、結果として、接触面の酸化が進行し接触不良となる。
Here, when the quick connection terminal or the screw type terminal which is the electric wire connection terminal in the
プラグ220とコンセント310との接触不良が発生した場合、抵抗261の抵抗値や抵抗262の抵抗値は、増大し、接触部分における電圧降下や電力損失は、無視できないほどに大きくなる。従って、プラグ220とコンセント310との接触不良が発生した場合、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧は、図10(B)に実線で示すような電圧となる。プラグ220とコンセント310との接触不良が発生した場合、電源側の直列インピーダンスが無視できなくなるため、図10(B)に示すように、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧の変動は、電源線L3に流れる電流の変動に対して、相関性が生じる。
When a poor contact between the
プラグ220とコンセント310との接触不良を検出する手法は、適宜、調整することができる。例えば、CPU11は、電源線L3を流れる電流(室外機150が消費する電流)の変動と、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧の変動との相関関係の有無を判別することにより、プラグ220とコンセント310との接触不良を検出することができる。
The method for detecting a contact failure between the
相関関係の有無は、電源線L3を流れる電流の電流値をI、電源線L3と基準線N3との間に印加される電圧の電圧値をVとして、式(1)により求められた正規化相互相関係数RNCCが閾値を超えるか否かで判別可能である。なお、Mは、1周期当たりのサンプリング数であり、Nは、サンプリングした周期の数である。CPU11は、RNCCが閾値を超えないと判別した場合、相関関係がない(つまり、接触部分に接触不良がない)と判別する。一方、CPU11は、RNCCが閾値を超えると判別した場合、相関関係がある(つまり、接触部分に接触不良がある)と判別する。
The presence or absence of correlation is normalized by the equation (1), where I is the current value of the current flowing through the power line L3 and V is the voltage value of the voltage applied between the power line L3 and the reference line N3. It is possible to determine whether or not the cross correlation coefficient R NCC exceeds a threshold value. Note that M is the number of samplings per cycle, and N is the number of sampled cycles. CPU11, when it is determined that R NCC does not exceed the threshold value, it is determined that there is no correlation (i.e., there is no defective contact with the contact portion). On the other hand, if the
CPU11は、プラグ220とコンセント310との接触不良があると判別した場合、プラグ220とコンセント310との接触不良がある旨を報知することができる。例えば、CPU11は、プラグ220とコンセント310との接触不良がある旨のメッセージをタッチスクリーン16に表示することができる。また、CPU11は、外部機器インターフェース18や宅内電気通信網インターフェース19を介して、プラグ220とコンセント310との接触不良がある旨の音声を図示しないスピーカに出力させたり、プラグ220とコンセント310との接触不良がある旨のメッセージを図示しない表示装置に表示させたりしてもよい。
If the
本実施形態では、室内機250から室外機150に電力を供給する電源線L1に流れる電流の電流値に基づいて、電源線L1から発生する漏電が検知される。従って、本実施形態によれば、電源線L1から発生する漏電を適切に検知することができる。なお、室内機250が電流値の制御のために電流センサ251を予め備えている場合、漏電検出用のプログラムを実行する機能を室内機250に持たせるだけでよい。
In the present embodiment, the leakage occurring from the power line L1 is detected based on the current value of the current flowing through the power line L1 that supplies power from the
また、本実施形態では、電源線L1と電源線L2とを結ぶ電源線L3と、基準線N1と基準線N2とを結ぶ基準線N3と、の間の電圧値に基づいて、電源線L2と電源線L3との接触部における接触不良、または、基準線N2と基準線N3との接触部における接触不良が検知される。従って、本実施形態によれば、交流電源300から室内機250に交流電力を供給する経路上に発生した接触不良を適切に検知することができる。
In the present embodiment, the power supply line L2 is connected to the power supply line L2 based on the voltage value between the power supply line L3 connecting the power supply line L1 and the power supply line L2 and the reference line N3 connecting the reference line N1 and the reference line N2. A contact failure at the contact portion with the power supply line L3 or a contact failure at the contact portion between the reference line N2 and the reference line N3 is detected. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately detect a contact failure that has occurred on the path for supplying AC power from the
また、本実施形態では、電源線L3に流れる電流の電流値と電源線L3と基準線N3との間の電圧値との相関関係が閾値以上であるか否かが判別される。従って、本実施形態によれば、交流電源300から室内機250に交流電力を供給する経路上に発生した接触不良を適切に検知することができる。
In the present embodiment, it is determined whether or not the correlation between the current value of the current flowing through the power supply line L3 and the voltage value between the power supply line L3 and the reference line N3 is equal to or greater than a threshold value. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to appropriately detect a contact failure that has occurred on the path for supplying AC power from the
また、本実施形態では、電源線L3に流れる電流の電流値に基づく交流電源300の周期毎の電流値波形の一致度が閾値以下であるか否かが検知される。従って、本実施形態によれば、室内機250から室外機150に交流電力を供給する経路上に発生した漏電を効率よく検知することができる。
Further, in the present embodiment, it is detected whether or not the degree of coincidence of current value waveforms for each cycle of the
(変形例)
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, when implementing this invention, a deformation | transformation and application with a various form are possible.
本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。 In the present invention, which part of the configuration, function, and operation described in the above embodiment is adopted is arbitrary. Further, in the present invention, in addition to the configuration, function, and operation described above, further configuration, function, and operation may be employed.
実施形態1では、電力消費システム1000が照明システムである例について説明し、実施形態2では、電力消費システム1001が空調システムである例について説明した。本発明を適用する電力消費システムは、この例に限定されない。例えば、本発明は、給湯装置と電源装置とを有するヒートポンプ給湯システム(ヒートポンプ給湯器)や、ブラシモータを有するヘッド部と電源装置を有する掃除機本体とを有する電気掃除システム(電気掃除機)に適用することができる。
In the first embodiment, an example in which the
実施形態1では、照明装置100が端子台110を備え、照明用電源200が端子台210を備える例について説明した。本発明において、照明装置100が端子台110に代えてコネクタを備え、照明用電源200が端子台210に代えてコネクタを備えてもよい。
In the first embodiment, an example in which the
実施形態1では、照明用電源200は、照明装置100と通信せずに、短絡や接触不良等の劣化を検知する例について説明した。本発明において、照明用電源200は、外部機器インターフェース18などを介して照明装置100と通信し、劣化の検知に有用な情報を、照明装置100から取得してもよい。劣化の検知に有用な情報は、例えば、照明装置100の駆動能力、照明装置100の動作モード、照明装置100の動作環境(周囲温度、周囲湿度、周囲気圧など)などを示す情報である。同様に、実施形態2においても、室内機250は、外部機器インターフェース18などを介して室外機150と通信し、劣化の検知に有用な情報を、室外機150から取得することができる。
In the first embodiment, the example has been described in which the
また、実施形態1や実施形態2と同様の方式にて、一体となっている装置の内部のユニット間の配線やその接続部における、短絡や接触不良などの劣化を検知することができる。 In addition, it is possible to detect deterioration such as a short circuit or poor contact in the wiring between the units in the integrated device or in the connection portion in the same manner as in the first and second embodiments.
実施形態1や実施形態2では、本発明を、交流電力を消費するシステムに適用する例について説明した。本発明を、直流電力を消費するシステムに適用してもよい。この場合、実施形態1で示した直流部で発生した短絡を検知する技術や、実施形態2で示したコンセント310部で発生した接触不良を検知する技術を適用することが好適である。
実施形態1では、照明用電源200が短絡や接触不良などの劣化を検知する機能を内蔵する例について説明した。本発明において、劣化を検知する機能は、電源装置(照明用電源200)が備えていなくてもよい。この場合、電流値や電圧値を検出するセンサや劣化検知時の保護回路を駆動するためのアクチュエータのみを電源装置などが備えればよい。そして、検出された電流値や電圧値に基づいて劣化を判別する機能や劣化が検知された場合に保護の指示を出力する機能は、クラウド上の処理装置などにプログラムとして持たせることができる。
In the first embodiment, the example in which the
本発明に係る制御部240の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に係る制御部240として機能させることも可能である。
By applying an operation program that defines the operation of the
また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、CD−ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto Optical Disk)、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。 Further, such a program distribution method is arbitrary. For example, a computer-readable medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), an MO (Magneto Optical Disk), or a memory card is readable. It may be distributed by storing in a recording medium, or distributed via a communication network such as the Internet.
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Further, the above-described embodiment is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
本発明は、負荷装置と電源装置とを備える電力消費システムに適用可能である。 The present invention is applicable to a power consumption system including a load device and a power supply device.
L1、L2、L3 電源線、N1、N2、N3 基準線、11 CPU、12 ROM、13 RAM、14 フラッシュメモリ、15 RTC、16 タッチスクリーン、17 センサインターフェース、18 外部機器インターフェース、19 宅内電気通信網インターフェース、100 照明装置、101 第1電流値測定部、102 第1漏電検知部、103 電力変換部、104 第2電流値測定部、105 第2漏電検知部、106 電圧値測定部、107 接触不良検知部、110、210 端子台、120 LED、130、236、261、262 抵抗、150 室外機、200 照明用電源、220 プラグ、230 AC/DCコンバータ、240 制御部、250 室内機、251、252 電流センサ、253、254、255、256 電圧センサ、300 交流電源、310 コンセント、231 バリスタ、232、235 コンデンサ、233 ダイオードブリッジ、234 コイル、237 DC/DCコンバータ、400、401 負荷装置、500、501 電源装置、1000、1001 電力消費システム L1, L2, L3 Power line, N1, N2, N3 Reference line, 11 CPU, 12 ROM, 13 RAM, 14 Flash memory, 15 RTC, 16 Touch screen, 17 Sensor interface, 18 External device interface, 19 Home telecommunications network Interface, 100 Lighting device, 101 First current value measurement unit, 102 First leakage detection unit, 103 Power conversion unit, 104 Second current value measurement unit, 105 Second leakage detection unit, 106 Voltage value measurement unit, 107 Contact failure Sensing unit, 110, 210 terminal block, 120 LED, 130, 236, 261, 262 resistance, 150 outdoor unit, 200 lighting power supply, 220 plug, 230 AC / DC converter, 240 control unit, 250 indoor unit, 251, 252 Current sensor, 253, 254, 255, 2 56 Voltage Sensor, 300 AC Power Supply, 310 Outlet, 231 Varistor, 232, 235 Capacitor, 233 Diode Bridge, 234 Coil, 237 DC / DC Converter, 400, 401 Load Device, 500, 501 Power Supply Device, 1000, 1001 Power Consumption System
Claims (6)
前記第1電源線に流れる電流の電流値を測定する第1電流値測定手段と、
前記第1電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第1電源線と前記第1基準線との間に発生する漏電を検知する第1漏電検知手段と、
前記第2電源線に流れる電流の電流値を測定する第2電流値測定手段と、
前記第2電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第2電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第2漏電検知手段と、を備える、
電力消費システム。 The DC power is supplied to the load device via a load device that consumes the supplied DC power, and a first power supply line and a first reference line provided in parallel with the first power supply line, and a second power supply. A power supply device in which AC power is supplied from an AC power supply via a line and a second reference line provided in parallel with the second power supply line, wherein the AC power supplied from the AC power supply is converted to the DC power. A power consumption system comprising: a power conversion means for converting and supplying the DC power to the load device, and comprising a power conversion means that is a capacitor input type full-wave rectification power supply circuit comprising a capacitor. ,
First current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the first power supply line;
First leakage detection means for detecting a leakage generated between the first power line and the first reference line based on the current value measured by the first current value measurement means;
Second current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the second power supply line;
Based on the current value measured by the second current value measuring means, a current flowing through the second power line due to an abnormal current flowing through the capacitor and detected regardless of the period of the AC power supply is detected. And a second leakage detection means for detecting a leakage generated in the power conversion means,
Power consumption system.
請求項1に記載の電力消費システム。 The second leakage detection means generates a current value waveform for each cycle of the AC power supply from the current value measured by the second current value measurement means, and the first current value waveform is generated among the generated current value waveforms. The difference between the current value constituting and the current value constituting the second current value waveform among the generated current value waveforms is obtained in the sampling order, and it is determined whether or not the reciprocal of the average value of the obtained differences is equal to or less than the threshold value. ,
The power consumption system according to claim 1.
請求項1または2に記載の電力消費システム。 The second leakage detection means has a frequency equal to or higher than a predetermined frequency when a discrete fast Fourier transform process is performed on a current value waveform generated from the current value measured by the second current value measurement means. Determine whether the component is a ratio equal to or greater than a threshold value ,
The power consumption system according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の電力消費システム。 The first leakage detection means has a frequency equal to or higher than a predetermined frequency when a discrete fast Fourier transform process is performed on a current value waveform generated from the current value measured by the first current value measurement means. Determine whether the component is a ratio equal to or greater than a threshold value ,
The power consumption system according to any one of claims 1 to 3.
前記第1電源線に流れる電流の電流値を測定する第1電流値測定ステップと、
前記第1電流値測定ステップで測定された電流値に基づいて、前記第1電源線と前記第1基準線との間に発生する漏電を検知する第1漏電検知ステップと、
前記第2電源線に流れる電流の電流値を測定する第2電流値測定ステップと、
前記第2電流値測定ステップで測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第2電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第2漏電検知ステップと、を備える、
漏電検知方法。 The DC power is supplied to the load device via a load device that consumes the supplied DC power, and a first power supply line and a first reference line provided in parallel with the first power supply line, and a second power supply. A power supply device in which AC power is supplied from an AC power supply via a line and a second reference line provided in parallel with the second power supply line, wherein the AC power supplied from the AC power supply is converted to the DC power. A power consumption system comprising: a power conversion unit that converts and supplies the DC power to the load device, the power conversion unit including a power conversion unit that is a capacitor input type full-wave rectification power supply circuit including a capacitor. A leakage detection method,
A first current value measuring step of measuring a current value of a current flowing through the first power line;
A first leakage detection step of detecting a leakage occurring between the first power line and the first reference line based on the current value measured in the first current value measurement step;
A second current value measuring step for measuring a current value of a current flowing through the second power supply line;
Based on the current value measured in the second current value measuring step, a current that flows through the second power supply line due to an abnormal current flowing through the capacitor and that flows regardless of the cycle of the AC power supply is detected. And a second leakage detection step of detecting a leakage occurring in the power conversion means.
Electric leakage detection method.
前記第1電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記第1電源線と前記第1基準線との間に発生する漏電を検知する第1漏電検知手段、
前記第2電流値測定手段により測定された電流値に基づいて、前記コンデンサに異常電流が流れることにより前記第2電源線に流れる電流であって前記交流電源の周期とは無関係に流れる電流を検出することにより、前記電力変換手段で発生する漏電を検知する第2漏電検知手段、として機能させる、
プログラム。 The DC power is supplied to the load device via a load device that consumes the supplied DC power, and a first power supply line and a first reference line provided in parallel with the first power supply line, and a second power supply. A power supply device in which AC power is supplied from an AC power supply via a line and a second reference line provided in parallel with the second power supply line, wherein the AC power supplied from the AC power supply is converted to the DC power. A power conversion device for converting and supplying the DC power to the load device, and comprising a power conversion device that is a capacitor input type full-wave rectification power supply circuit including a capacitor; and a current flowing through the first power supply line A computer provided in a power consumption system, comprising: a first current value measuring means for measuring a current value of the second current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the second power line;
First leakage detecting means for detecting a leakage generated between the first power line and the first reference line based on the current value measured by the first current value measuring means;
Based on the current value measured by the second current value measuring means, a current flowing through the second power line due to an abnormal current flowing through the capacitor and detected regardless of the period of the AC power supply is detected. By making it function as a second leakage detection means for detecting leakage occurring in the power conversion means,
program.
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