JP6971920B2 - 漏液検出装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら実施形態の漏液検出装置100について説明する。図1に示すように、漏液検出装置100は、漏液検知部70と、漏液検知部70の始端71に接続された電源81と、漏液検知部70の入力電流値を検出する電流検出部である電流センサ82と、電流センサ82によって検出した入力電流値に基づいて漏液の判定を行う判定部90とで構成される。
以下、図4から図10を参照しながら、漏液検出装置100の漏液判定動作について説明するが、最初に図5、図6を参照しながら、入力電圧値と各漏液検知ユニットUの印加電圧と導通範囲Aについて説明する。
入力電圧値がゼロの場合には、各定電圧素子Dは全てオフで非導通となっている。図5に示すように、始端71の入力電圧値をゼロから立ち上がり電圧値Vfまで上昇させると始端71から1番目の漏液検知ユニットU1の定電圧素子D1にVfの電圧が印加される。すると、定電圧素子D1がオンになる。定電圧素子D1の電圧降下はVfなので、始端電圧がVfを超えると漏液検知ユニットU1の導電線61,62間に電圧が掛かり始める。これにより、漏液検知ユニットU1での漏液検知が可能となる。その後、入力電圧を上昇させていくと、導電線61,62間に電圧は、ゼロから次第に大きくなってくる。この際の導通範囲A1は、漏液検知ユニットU1のみである。
判定部90は、電源81に出力電圧を待機電圧値V0一定とする電圧指令値を出力する。これにより、電源81は、始端71に待機電圧値V0一定の電圧を印加する。
先に説明したように、入力電圧値をVm=m×Vfまで上昇させると、漏液検知ユニットUmの定電圧素子Dmがオンになり、漏液検知ユニットU1から漏液検知ユニットUmまでの各漏液検知ユニットUが導通する。この場合、m番目の漏液検知ユニットUmで漏液が発生していると、漏液検知ユニットUmの導電線61,62の間に電流が流れ始める。この際、漏液部分65のコンダクタンスはGmである。その後、入力電圧値を上昇させると、漏液検知ユニットUmの導電線61,62の間の電圧が大きくなり、入力電流値は次第に大きくなっていく。従って、漏液検知ユニットUmで漏液が発生すると、入力電圧値の変化に対する入力電流値の変化特性(以下、VI特性という)は、図9に破線で示すように、入力電圧値がVmまでは入力電流値はゼロで、入力電圧値がVmを超えるとある傾きで入力電流値が上昇していく。また、入力電圧値の変化に対するコンダクタンスの変化特性(以下、VG特性という)は、図10に破線で示すように、入力電圧値がVmまではコンダクタンスGはゼロで、入力電圧値がVmを超えるコンダクタンスGは漏液部分65のコンダクタンスはGmとなる。
第3判定動作では、判定部90は、図7の線cのように電圧指令値をゼロと待機電圧値V0との間で掃引し、掃引により変化する2つの電圧指令値に対応する2つの入力電流値から入力電流値の変化量ΔIを算出する。そして、第2判定動作と同様、コンダクタンスG=ΔI/ΔVを算出し、算出したコンダクタンスGが所定の閾値よりも大きい場合に、漏液が発生したと判定する。この場合、最小電圧値の際の入力電流値と最大電圧値の際の入力電流値とを用いてコンダクタンスGを算出してもよい。
以下、図11から図14を参照しながら漏液の発生した漏液検知ユニットUの特定動作について説明する。
図7の線cのように入力電圧値をゼロから待機電圧値V0まで上昇させていくと、先に図5を参照して説明したように、各漏液検知ユニットUは、始端71に接続された順に順次導通していく。図12は、VI特性に入力電圧値を掃引した際の各漏液検知ユニットにおける入力電圧値の変化に対する入力電流値の変化と、導通範囲の変化とを重ね合わせたグラフである。図12の実線は漏液が発生していない場合のVI特性を示し、破線は漏液検知ユニットUmで漏液が発生した場合のVI特性を示す。
以下、図12から図14を参照しながら、漏液の発生した漏液検知ユニットの特定動作の詳細について説明する。以下の説明では、漏液検知ユニットUmで漏液が発生したものとして説明する。
次に図19から図35を参照して第2実施形態の漏液検出装置200について説明する。先に図1から図18を参照して説明した漏液検出装置100と同様の部分には、同様の符号を付して説明は省略する。
以下、図20から図26を参照しながら、漏液検出装置200の漏液判定動作について説明する。判定動作は、図21の線aに示すように入力電流値を待機電流値I0一定で行う方法(第1判定動作)、図21の線bに示すように、入力電流値を待機電流値I0の前後で変動させる方法(第2判定動作)と、図21の線cに示すように、入力電流値をゼロと待機電流値I0との間で掃引する方法とがある。以下、最初に図22を参照しながら、入力電圧値と各漏液検知ユニットUの印加電圧と導通範囲Aについて説明する。
漏液の発生が無い場合、先に、図5を参照して説明したように、入力電圧値をゼロから上昇させていくと、各漏液検知ユニットUは、入力電圧値がVfだけ上昇する毎に始端71に接続された順に漏液検知ユニットU1〜UNendの順に順次導通していく。そして、入力電圧値がVNend=(Nend)×Vfに達すると、漏液検知ユニットU1から漏液検知ユニットUNendまでのすべての漏液検知ユニットUが導通し、全ての漏液検知ユニットUで漏液の検知が可能となる。
判定部90は、電源81に出力電流を待機電流値I0一定とする電流指令値を出力する。この際、入力電圧値は末端抵抗79に待機電流が流れるようにVNend+ΔVEとする。これにより、電源81は待機電流値I0一定の電流を出力し、末端抵抗79に流れる電流値は待機電流値I0となる。
次に、図25を参照しながら第2判定動作について説明する。図25の実線に示すように、漏液の発生していない場合には、入力電圧値がVNendを超えると末端抵抗79に電流が流れるので、入力電圧値を増加させていくと入力電流値も増加してくる。また、図25の破線に示すように、漏液検知ユニットUmで漏液が発生した場合、入力電圧値がVmを超えると漏液部分65に電流が流れるので、入力電圧値を増加させると入力電流値も増加してくる。末端抵抗79のコンダクタンスGEは、漏液部分65のコンダクタンスGmよりも小さいので、実線の傾きは、破線の傾きよりも大きくなる。第2判定動作は、図25に示すように、入力電流値を待機電流値I0の前後で変動させ、電圧センサ83で検出した入力電圧値の変化から入力電圧値の変化量ΔVを計算し、コンダクタンスG=ΔI/ΔVを算出し、算出したコンダクタンスGを所定の閾値と比較して漏液の判定を行うものである。図25に示すように、漏液の発生していない場合には、入力電圧値はVNend+ΔVEの前後で変動する。また、待機電流値がI0の場合には漏液の発生した場合には入力電圧値はVm+ΔVW0に低下するので、入力電圧値はVm+ΔVW0の前後で変動する。
第3判定動作では、判定部90は、図21の線cのように電流指令値をゼロと待機電流値I0との間で掃引し、掃引により変化する2つの電流指令値に対応する2つの入力電圧値から入力電圧値の変化量ΔVを算出する。この際、入力電圧値は末端抵抗79に待機電流が流れるようにVNendよりも大きくなるようにする。漏液の発生していない場合には、入力電圧値はVNendよりも大きい範囲で変動する。また、漏液が発生した場合には、入力電圧値は漏液の発生していない場合よりも低い電圧値でVmよりも大きい範囲で変動する。
以下、図27から図35を参照しながら漏液の発生した漏液検知ユニットUの特定動作について説明する。以下の説明では、漏液検知ユニットUmで漏液が発生したものとして説明する。
以下、図36から38を参照しながら、漏液検知部70の断線検知動作について説明する。図36に実線で示す漏液検出装置110は、先に図1を参照して説明した漏液検出装置100の漏液検知ユニットUNendに断線検知素子78を接続して断線検知を行うようにしたものである。図36に破線で示す漏液検出装置210は、漏液検出装置110の電流センサ82に代えて電圧センサ83を取り付けた場合を示す。なお、断線検知素子78は抵抗器でもよいし、通電電流を一定の電流値に制限する定電流素子で構成してもよい。
以下、図39から図42を参照して断線の発生した漏液検知ユニットUの特定について説明する。以下の説明では、漏液検知ユニットUmで断線が発生したとして説明する。
先に図7を参照して説明したように、入力電圧値の掃引は入力電圧値をゼロと待機電圧値V0との間で直線的に変化するように掃引したが、これに限らず、図43に示すように、入力電流値をVfずつ段階的に上昇させ、入力電圧値がm×Vfと(m+1)×Vfとの間で変動するようにして掃引するようにしてもよい。この掃引波形は、ノイズに強いという効果がある。
図44を参照しながら定電圧素子Dmのバリエーションについて説明する。漏液検出装置100、200では、定電圧素子Dmは、ツェナーダイオード11a,11bを逆直列に接続し、一方の接続線12に介在するように配置されていることとして説明したが、これに限らず図44(a)から図44(f)のように構成してもよい。
Claims (12)
- 一対の導電線からなり、導電線間に漏液が接触すると電流が流れる漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて印加電圧が所定の電圧値に達すると導通する定電圧素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットを1つ又は複数直列に接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した前記入力電流値から漏液の発生を判定する判定部と、を備え、
前記漏液検知部は、各前記漏液検知ユニットが入力電圧値に応じて導通する特性を有し、
前記電源は、前記判定部から入力される電圧指令値に応じた電圧を出力し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電圧指令値を待機電圧値の前後で変動させて前記漏液検知部の前記入力電圧値を前記待機電圧値の前後で変動させ、
前記電圧指令値または前記入力電圧値と前記電流検出部で検出した前記入力電流値とから計算されるコンダクタンスまたは抵抗値と、所定の閾値とを比較することで、少なくとも1つの前記漏液検知ユニットで漏液が発生したことを判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 一対の導電線からなり、導電線間に漏液が接触すると電流が流れる漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて印加電圧が所定の電圧値に達すると導通する定電圧素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットを1つ又は複数直列に接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した前記入力電流値から漏液の発生を判定する判定部と、を備え、
前記漏液検知部は、各前記漏液検知ユニットが入力電圧値に応じて導通する特性を有し、
前記電源は、前記判定部から入力される電圧指令値に応じた電圧を出力し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電圧指令値を掃引して前記漏液検知部の前記入力電圧値を掃引して、各前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を前記始端に接続された順に導通させ、
前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲を導通状態にした場合に、一の前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を導通させる電圧値から、次に導通される前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を導通させる電圧値よりもわずかに低い電圧値まで前記電圧指令値を変化させて前記漏液検知部の前記入力電圧値を変化させた際の前記電流検出部で検出した前記入力電流値の変化量と前記入力電圧値の変化量とに基づいて、前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスを前記始端に接続された前記漏液検知ユニットから前記漏液検知部の末端側に接続された前記漏液検知ユニットに向かって順に算出し、算出した前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスから前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットの一つ手前の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスを引いて一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを算出し、
算出した一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを所定の閾値と比較することで、漏液の発生した前記漏液検知ユニットを特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1または2に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
前記漏液検知部の一対の前記導電線がそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
前記始端側端子と前記末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電圧素子は、いずれか一方または両方の接続線に介在して配置されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知部は、前記漏液検知ユニットの前記導電線間に接続した断線検知素子を有し、
前記電源は、前記漏液検知部の前記始端に所定の電圧値の入力電圧を印加し、
前記判定部は、前記電流検出部で検出した前記入力電流値を、所定の閾値と比較することで、前記漏液検知部で断線が発生していることを検知すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知部は、前記漏液検知ユニットの前記導電線間に接続した断線検知素子を有し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電圧指令値を掃引して前記漏液検知部の前記入力電圧値を掃引して、各前記漏液検知ユニットを前記始端に接続された順に導通させ、
前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲を導通状態にした場合に前記電流検出部で検出した前記入力電流値と、前記範囲の内、一の前記漏液検知ユニット以外の範囲を導通状態にした場合に前記電流検出部で検出した前記入力電流値と、を用いて、一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを算出し、
算出した一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを所定の閾値と比較することで、断線の発生した前記漏液検知ユニットを特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 一対の導電線からなり、導電線間に漏液が接触すると電流が流れる漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて印加電圧が所定の電圧値に達すると導通する定電圧素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットを1つ又は複数直列に接続し、末端の前記導電線の間に抵抗器を接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値から漏液の発生を判定する判定部と、を備え、
前記漏液検知部は、各前記漏液検知ユニットが前記入力電圧値に応じて導通する特性を有し、
前記電源は、前記判定部から入力される電流指令値に応じた電流を出力し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電流指令値を待機電流値の前後で変動させて前記漏液検知部の入力電流値を前記待機電流値の前後で変動させ、
前記電流指令値または前記入力電流値と前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値とから計算されるコンダクタンスまたは抵抗値と、所定の閾値とを比較することで、少なくとも1つの前記漏液検知ユニットで漏液が発生したことを判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 一対の導電線からなり、導電線間に漏液が接触すると電流が流れる漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて印加電圧が所定の電圧値に達すると導通する定電圧素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットを1つ又は複数直列に接続し、末端の前記導電線の間に抵抗器を接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値から漏液の発生を判定する判定部と、を備え、
前記漏液検知部は、各前記漏液検知ユニットが前記入力電圧値に応じて導通する特性を有し、
前記電源は、前記判定部から入力される電流指令値に応じた電流を出力し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電流指令値を掃引して前記漏液検知部の入力電流値を掃引し、各前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を前記始端に接続された順に導通させ、
前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲を導通状態にした場合に、一の前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を導通させる電流値から、次に導通される前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子を導通させる電流値よりもわずかに低い電流値まで前記電流指令値を変化させて前記漏液検知部の前記入力電流値を変化させた際の前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値の変化量と前記入力電流値の変化量とに基づいて、前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスを前記始端に接続された前記漏液検知ユニットから前記漏液検知部の末端側に接続された前記漏液検知ユニットに向かって順に算出し、算出した前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスから前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットの一つ手前の前記漏液検知ユニットまでの範囲の合計コンダクタンスを引いて一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを算出し、
算出した一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを所定の閾値と比較することで、漏液の発生した前記漏液検知ユニットを特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項6または7に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
前記漏液検知部の一対の前記導電線がそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
前記始端側端子と前記末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電圧素子は、いずれか一方または両方の接続線に介在して配置されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項6から8のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知部は、前記漏液検知ユニットの前記導電線間に接続した断線検知素子を有し、
前記電源は、所定の電流値の入力電流を前記漏液検知部に入力し、
前記判定部は、前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値を、所定の閾値と比較することにより前記漏液検知部で断線が発生していることを検知すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項6から8のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知部は、前記漏液検知ユニットの前記導電線間に接続した断線検知素子を有し、
前記判定部は、前記電源に出力する前記電流指令値を掃引して前記漏液検知部の前記入力電流値を掃引し、各前記漏液検知ユニットを前記始端に接続された順に導通させ、
前記漏液検知部の前記始端から一の前記漏液検知ユニットまでの範囲を導通状態にした場合に前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値と、前記範囲の内、一の前記漏液検知ユニット以外の範囲を導通状態にした場合に前記電圧検出部で検出した前記入力電圧値と、を用いて、一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを算出し、
算出した一の前記漏液検知ユニットのコンダクタンスを所定の閾値と比較することで、断線の発生した前記漏液検知ユニットを特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知ユニットの前記定電圧素子は、正方向の立ち上がり電圧値と負方向の立ち上がり電圧値とが異なり、
前記電源が交流電源であり、
前記判定部は、前記電源から出力される交流電流の正方向の通電電荷量と負方向の通電電荷量とを等しくすること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
一対の前記導電線からなり、前記導電線の間に漏液が接触すると電流が流れる始端側漏液検知帯を含み、
前記電源は、前記始端側漏液検知帯を介して前記漏液検知部の前記始端に接続されていること、
を特徴とする漏液検出装置。
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