JP7300169B2 - アーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、アーク放電を検知するアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置に関するものである。

アーク放電には、異極間で生ずるもの（並列アーク）と同極間で生ずるもの（直列アーク）がある。異極間で生ずる並列アーク放電では、大きな短絡電流が流れるので、その検知方法は、従来から種々提案されている。一方、同極間で生ずる直列アーク放電では、負荷電流により千差万別のエネルギーが発生する。また、同極間で生ずる直列アーク放電は、微少で間欠的に発生することが多く、さらにはその発生箇所も多々で、確定しない。このため、その検知は困難である。

したがって、アーク放電を検知する従来の装置の大半は、異極間で生ずる並列アーク放電を検知するものであり、同極間で生ずる直列アーク放電を検知するものは、少なかった。

例えば、下記特許文献１に記載されたアーク検出器も、瞬時遮断器では検出できなかったコードや屋内配線での芯線同志でアークを伴うアーク短絡現象、つまり、異極間で生ずる並列アーク放電を検出するものである。但しこの技術を、屋内配線での同極間で生ずる直列アーク放電にも適用することにより、電路を遮断し、火災を未然に防ぐようにしている。

具体的には、下記特許文献１に係るアーク検出器は、直列アークを検出する方法として、コンセントの差込口の実効値電圧が所定の電圧（例えば、７０Ｖ）以下になったときに、直列アークによるアーク放電が発生していると判断する方法を提案している。

しかし、下記特許文献１に係るアーク検出器では、３０Ｖ程度の電圧降下を起こす直列アークは検知できるものの、それより小さな電圧降下しか起こさない、より初期段階の直列アークを検知することはできなかった。

そこで、本発明者らは、下記特許文献２において、より初期段階の直列アークを検知することが可能なアーク放電検知回路を提案した。具体的には、電路の線間に並列に、抵抗（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）とからなるＲＣ回路を接続し、直列アークにより発生した高周波信号がＲＣ回路を通過した場合にこれを検知するものである。

特開２００１－０４５６５２号公報 特願２０１８－０７４４０５号

ところで、上記特許文献２に係るアーク放電検知回路は、小さな電圧降下しか起こさない初期段階の直列アークを精度良く検知することができるものである。なお、その後も本発明者らは検討を重ね、上記特許文献２と同様の効果を奏すると共に、更に検知精度が向上したアーク放電検知回路を追求した。

具体的には、検知時間が非常に短く検知し辛い直列アークをより正確に検知することができ、直列アークにより発生した高周波信号を他の高周波ノイズと正確に区別でき、かつ、誘導負荷との誤検知をより正確に判別することのできるアーク放電検知回路を検討した。

そこで、本発明は、以上のようなことに対処した結果、より初期段階の直列アークをより確実に、かつ、より精度良く検知することが可能なアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のアーク放電検知回路（１０，２０）は、商用電源に接続された電路の線間に商用電源と並列に接続され、当該電路に流れる電流が、商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、高周波信号を検知してアーク放電検知装置（１００，２００，３００，４００）に出力するためのアーク放電検知回路（１０，２０）であって、抵抗（１１，２１）とインダクタ（１２，２２）とコンデンサ（１３，２３）とからなるＲＬＣ回路と、インダクタの両端のそれぞれに設けられた端子からなる端子対と、を備え、ＲＬＣ回路のうち、コンデンサと抵抗とを接続したＣＲ回路は、電路に流れる電流が商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、当該電流から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として機能し、
インダクタは、通過手段によって通過された高周波信号成分を電圧波形に変換する変換手段として機能し、端子対は、インダクタにより変換された電圧波形をアーク放電検知装置に出力する出力手段として機能し、ＲＬＣ回路のうち、インダクタのインダクタンスとコンデンサのキャパシタンスとを所定の値で組み合わせて接続したＬＣ回路を共振回路として構成することにより、当該共振回路のインピーダンスが極値となってインダクタの両端に掛かる電圧が最大となり、端子対からの出力が大きくなって共振回路固有の共振周波数周辺の周波数域の高周波信号成分に変換し、当該変換された電圧波形をアーク放電検知装置に出力する、ことを特徴とする。

また、請求項２に記載のアーク放電検知回路（１０）は、請求項１に記載のアーク放電検知回路（１０，２０）において、ＬＣ回路は、直列ＬＣ回路であって、ＲＬＣ回路は、直列ＬＣ回路に抵抗（１１）が直列に接続した状態で、電路の線間に商用電源と並列に接続されている、ことを特徴とする。

また、請求項３に記載のアーク放電検知回路（２０）は、請求項１に記載のアーク放電検知回路（１０，２０）において、ＬＣ回路は、並列ＬＣ回路であって、ＲＬＣ回路は、並列ＬＣ回路に抵抗（２１）が直列に接続した状態で、電路の線間に商用電源と並列に接続されている、ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項４に記載のアーク放電検知装置（１００）は、請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路（１０，２０）と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段（３０）と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段（４０）と、商用電源（Ｐ）の低周波交流信号の半周期内にパルス生成手段によって生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段（９０ａ，９０ｂ，９１，９２，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ）と、電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段（７０）と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項５に記載のアーク放電検知装置（２００）は、請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路（１０，２０）と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段（３０）と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段（４０）と、商用電源（Ｐ）の低周波交流信号の半周期内にパルス生成手段によって生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることを検出する検出手段（２１０，２２０，２２１，２２２）と、検出手段によって２つ以上のパルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段（７０）と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項６に記載のアーク放電検知装置（３００）は、請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路（１０，２０）と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段（３０）と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第１パルス信号を生成する第１パルス生成手段（４０）と、商用電源（Ｐ）の低周波交流信号の半周期内に第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段（９０ａ，９０ｂ，９１，９２，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ）と、電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、第１パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第２パルス信号を生成する第２パルス生成手段（３２０）と、第２パルス生成手段によって生成された第２パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段（３２０，３２１）と、遅延手段によって遅延された第２パルス信号をトリガパルスとして、当該第２パルス信号の時間長より長い時間長の第３パルス信号を生成する第３パルス生成手段（３３０）と、第３パルス生成手段によって第３パルス信号が発生している間に、第１パルス生成手段によって次の第１パルス信号が生成された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段（７０）と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項７に記載のアーク放電検知装置（４００）は、請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路（１０，２０）と、アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段（３０）と、積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第１パルス信号を生成する第１パルス生成手段（４０）と、商用電源（Ｐ）の低周波交流信号の半周期内に第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号の個数が２つ以上であることを検出する検出手段（２１０，２２０，２２１，２２２）と、第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号をトリガパルスとして、当該第１パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第２パルス信号を生成する第２パルス生成手段（３２０）と、第２パルス生成手段によって生成された第２パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段（３２０，３２１）と、遅延手段によって遅延された第２パルス信号をトリガパルスとして、当該第２パルス信号の時間長より長い時間長の第３パルス信号を生成する第３パルス生成手段（３３０）と、第３パルス生成手段によって第３パルス信号が発生している間に、検出手段によって２つ以上の第１パルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段（７０）と、を有することを特徴とする。

また、請求項８に記載のアーク放電検知装置は、請求項４～７のいずれかのアーク放電検知装置（１００，２００，３００，４００）において、積分手段は、アーク放電検知回路（１０，２０）から出力された電圧波形のうち、正側の電圧波形を積分することを特徴とする。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。

上記構成によれば、本発明に係るアーク放電検知回路は、抵抗とインダクタとコンデンサとからなるＲＬＣ回路を備えている。このＲＬＣ回路は、商用電源に接続された電路の線間に並列に接続される。この状態で、商用電源に接続された電路に流れる電流が、当該商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、コンデンサと抵抗とを接続したＣＲ回路からなる通過手段によって、当該電流から高周波信号成分が選択されて通過する。

この通過した高周波信号は、インダクタからなる変換手段によって電圧波形に変換される。また、インダクタは、その両端のそれぞれに接続された端子からなる端子対を具備して、変換された電圧波形を外部に出力する。このとき、インダクタとコンデンサとを接続したＬＣ回路が共振回路を構成することにより、この共振周波数の周辺の周波数域の出力を精度よく検知してアークが発生したことを検知する。このように、外部に電圧波形が出力されているときは、その電圧は、高周波信号によって発生したものであるということができる。

そして、直列アーク放電が発生すると、その初期段階においても高周波信号が発生して、商用電源の低周波交流信号に重畳される。したがって、このような高周波信号の重畳された低周波信号を上記構成に係る発明に適用すれば、上述した従来のアーク検出器に比べて、より初期段階の直列アークを検知することが可能となる。

更に、直列アーク放電の初期段階における微弱な高周波信号に対しても、ＬＣ回路が共振回路を構成することにより、高精度に検知することができる。よって、簡単な構造で初期段階の直列アークを確実に、かつ更に精度良く検知することが可能なアーク放電検知回路、及び、当該アーク放電検知回路を備えたアーク放電検知装置を提供することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、商用電源の低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じた電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す警報用信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

更に、請求項４に記載の発明では、アーク放電が原因となって発生する高周波信号に基づいて、アーク放電を検知するようにしたので、つまり、電圧降下をほとんど伴わないアーク放電も検知できるようにしたので、より初期段階の直列アークを確実に、かつ精度良く検知することが可能となる。

また、請求項５に記載の発明によれば、商用電源の低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることが検出された場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るアーク放電検知回路の回路構成を示す概略図である。 図１のアーク放電検知回路に含まれるコンデンサの周波数特性を示す図である。 図１のアーク放電検知回路に含まれるＬＣ回路の共振周波数特性を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るアーク放電検知回路の回路構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、前段部分を示す概略図である。 図５の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分を示す概略図である。 図７の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分を示す概略図である。 図９の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。 本発明の第５実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分の回路構成を示す図である。 図１１の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。 本発明の第６実施形態に係るアーク放電検知装置に備えられた電子回路のうち、後段部分の回路構成を示す図である。 図１２の電子回路の所定の端子対から得られた出力信号の一例を示す図である。 本発明に係るアーク放電検知装置の一例を示す外観図である。 本発明に係るアーク放電検知装置の他の例を示す外観図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

商用電源の電路上で、初期段階の直列アークが発生すると、これに応じて特有の高周波信号が発生する。そして、この高周波信号は、商用電源によって供給される低周波（例えば、６０Ｈｚ）交流信号に重畳されて、電路上を伝送される。ここで、特有の高周波信号とは、１０ｋＨｚを超える周波数の信号であって、連続的あるいは断続的に発生するものをいう。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るアーク放電検知回路は、商用電源の低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、その高周波信号を選択して高精度で検知するものである。以下、この原理、つまり、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して高精度で検知できる原理を、図１及び図２に基づいて説明する。

本実施形態のアーク放電検知回路１０は、図１に示すように、抵抗（Ｒ）１１とインダクタ（Ｌ）１２とコンデンサ（Ｃ）１３とを直列に接続した回路（以下「直列ＲＬＣ回路」という）により構成されている。そしてインダクタ１２の両端には、検知信号を外部に出力する端子対１４－１４´が設けられている。

またアーク放電検知回路１０は、商用電源Ｐの屋内配線ＥＷの線間に、商用電源Ｐと並列に接続されている。さらに屋内配線ＥＷには、負荷Ｌが接続されている。

このように構成されたアーク放電検知回路１０において、まず、直列ＲＬＣ回路のうちコンデンサ１３と抵抗１１とを直列に接続した回路（以下「ＣＲ回路」という）の作用について説明する。ここで、抵抗１１を含むすべての抵抗のインピーダンスは、その抵抗に印加される電気信号の周波数に依存せず、一定である。つまり、抵抗には、インピーダンス周波数特性は存在しない。

これに対して、コンデンサ１３を含むすべてのコンデンサのインピーダンスは、そのコンデンサに印加される電気信号の周波数に依存する。図２は、コンデンサ１３のインピーダンス周波数特性の一例を示している。

図２において、コンデンサ１３のキャパシタンス（容量）が、例えば、０．１μＦであるとき、コンデンサ１３のインピーダンスは、商用電源の低周波（例えば、６０Ｈｚ）信号が印加された場合には、３５ｋΩであるのに対して、アーク放電の高周波（例えば、１０ｋＨｚ）信号が印加された場合には、１５０Ωである。

そして、抵抗１１として、抵抗値が、例えば、３０Ωのものを用いた場合、低周波信号についてのコンデンサ１３と抵抗１１とのインピーダンス比は、１１６７：１となり、抵抗値が、例えば、９０Ωのものを用いたとしても、低周波信号についてのコンデンサ１３と抵抗１１とのインピーダンス比は、３８９：１となる。

一方、高周波信号についてのコンデンサ１３と３０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比は、５：１となり、高周波信号についてのコンデンサ１３と９０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比は、１．７：１となる。

また、コンデンサ１３のキャパシタンスが、さらに小さい、例えば、０．０２２μＦであるときには、低周波信号についてのコンデンサ１３と３０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比は、６６６７：１となり、９０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比も、２２２２：１となって、コンデンサ１３のインピーダンスは、さらに増大する。

一方、高周波信号についてのコンデンサ１３と３０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比は、２３：１となり、９０Ωの抵抗１１とのインピーダンス比も、７．８：１となる。

以上の結果は、商用電源の低周波信号にアーク放電の高周波信号が重畳されたものをコンデンサ１３と抵抗１１とを直列に接続したＣＲ回路に印加した場合、コンデンサ１３が低周波信号成分を通さないことにより、ＣＲ回路には高周波信号成分のみが通ることを意味している。

したがって、本実施形態のアーク放電検知回路１０のように、コンデンサ１３と抵抗１１を直列に接続したＣＲ回路を備えた直列ＲＬＣ回路においては、重畳された信号のうち、低周波信号成分はコンデンサ１３を通らないので、低周波信号成分によって抵抗１１及びインダクタ１２に電流は流れない。これに対して、高周波信号成分はコンデンサ１３を通るので、高周波信号成分によって抵抗１１及びインダクタ１２に電流が流れる。

このように、アーク放電検知回路１０において、ＣＲ回路は、低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、その信号から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として作用する。このことにより、本実施形態のアーク放電検知回路１０においては、インダクタ１２に電流が流れ、その両端に設けられた端子対１４－１４´に電圧が発生しているときは、その電圧は、高周波信号によって発生したものであるということができる。

次に、直列ＲＬＣ回路のうち、インダクタ１２とコンデンサ１３とを直列に接続した回路（以下「直列ＬＣ回路」という）の作用について説明する。

直列ＬＣ回路は、インダクタ１２のインダクタンスと、コンデンサ１３のキャパシタンスと、角周波数ω（＝２πｆ、但し“ｆ”は、直列ＬＣ回路を流れる信号の周波数）とを適当に選択することにより、共振現象を起こさせて、共振回路（以下「直列ＬＣ共振回路」という）を構成することができる。

直列ＬＣ共振回路のインピーダンスは、共振周波数ｆｒ（＝ωｒ／２π、但しωｒは、共振現象が起きたときの角周波数）において最小になる。このため直列ＬＣ共振回路では、上記ＣＲ回路を選択的に通過した高周波信号成分による電流が大きくなって、インダクタ１２の両端に掛かる電圧が最大となり、インダクタ１２の両端に設けられた端子対１４－１４´からの出力（電圧成分）は大きくなる。これにより、本実施形態のアーク放電検知回路１０では、共振周波数ｆｒを特定することにより、その共振周波数ｆｒ周辺の周波数域の出力が明確となり検知精度が向上する。

なお、共振周波数ｆｒ（ｋＨｚ）は、インダクタＬのインダクタンス（ｍＨ）と、コンデンサＣのキャパシタンス（μＦ）とから、ｆｒ＝１／（２π√ＬＣ）で求められる。図３は、ＬＣ回路の共振周波数特性を示す図である。なお、表３の値は一例に過ぎず、本発明に使用される共振周波数は、これらの値に限定されるものではない。

なお、直列ＲＬＣ回路は各構成要素、つまりコンデンサ１３、抵抗１１及びインダクタ１２を直列に接続しているので、それぞれの構成要素にも直列アーク放電の高周波信号による電流が流れる。したがって、高周波信号による電圧を出力する端子対を抵抗１１の両端に設けることも可能である。現に、本発明者らによる先の発明（上記特許文献２に記載の発明）はインダクタ１２を有していないので、抵抗１１の両端部に設けた端子対から高周波信号による電圧出力を検知している。

しかし、高周波信号による電流が抵抗１１に流れた場合、抵抗１１での放電による電力消費が原因で、抵抗１１の両端部に設けた端子対から出力される電圧が低下することがある。そこで本実施形態のアーク放電検知回路１０では、電力消費のないインダクタ１２の両端部に設けた端子対１４－１４´から出力電圧を得ることにより、極微細な高周波信号による出力電圧を精度よく検知できるようにしている。

このように、インダクタ１２の両端部に設けた端子対１４－１４´の電圧を監視し、電圧が発生したことを検知すれば、その電圧は、高周波信号によって発生したものであることが分かる。

但し、高周波信号を発生させる原因は、アーク放電以外にも、開閉サージやノイズ等があるため、端子対１４－１４´に電圧が発生したとしても、その電圧は、直列アーク放電が原因となって発生したものであると断定することはできない。これらの各種原因から直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号を特定する方法については、下記に示す第３～第６実施形態に係るアーク放電検知装置において説明する。

以上説明した原理により、本実施形態のアーク放電検知回路１０は、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して検知することができる。

なお、図２で例示した高周波信号の周波数、１０ｋＨｚは、コンデンサにインピーダンス周波数特性があることを説明するために、便宜上採用したに過ぎず、直列アークによって実際に発生した高周波信号の周波数を示している訳ではない。

また、本実施形態のアーク放電検知回路１０に使用する抵抗１１の抵抗値、インダクタ１２のインダクタンス及びコンデンサ１３のキャパシタンスは、特に限定するものではない。例えば、抵抗１１の抵抗値は、５０～３００Ωであることが好ましく、１００～２００Ωであることがより好ましい。また、インダクタ１２のインダクタンスは、０．５～２．０ｍＨであることが好ましい。また、コンデンサ１３のキャパシタンスは、０．０３～０．２μＦであることが好ましい。なお、これらを組み合わせて共振周波数を特定することにより、その共振周波数周辺の周波数域の検知精度が向上する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るアーク放電検知回路２０は、図４に示すように、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０と同様に、抵抗（Ｒ）２１とインダクタ（Ｌ）２２とコンデンサ（Ｃ）２３とからなるが、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０とは、回路素子の接続態様が異なっている。

本実施形態のアーク放電検知回路２０は、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０と同様に、商用電源Ｐの低周波交流信号に高周波信号が重畳されているときに、当該高周波信号を選択して高精度で検知するものである。以下、この原理、つまり、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して高精度で検知できる原理を、図４に基づいて説明する。

図４において、本実施形態のアーク放電検知回路２０は、上記第１実施形態における直列ＲＬＣ回路とは異なり、インダクタ（Ｌ）２２とコンデンサ（Ｃ）２３とを並列に接続した回路（以下「並列ＬＣ回路」という）に抵抗（Ｒ）２１を直列に接続した回路（以下「並列ＲＬＣ回路」という）により構成されている。そしてインダクタ２２の両端には、検知信号を外部に出力する端子対２４－２４´が設けられている。

またアーク放電検知回路２０は、商用電源Ｐの屋内配線ＥＷの線間に、商用電源Ｐと並列に接続されている。さらに屋内配線ＥＷには、負荷Ｌが接続されている。

このように接続されたアーク放電検知回路２０において、並列ＲＬＣ回路のうち抵抗２１とコンデンサ２３とを直列に接続したＣＲ回路の作用については、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０に含まれるＣＲ回路と同様である。しかし、本実施形態のアーク放電検知回路２０には、インダクタ２２とコンデンサ２３とを並列に接続した回路（以下「並列ＬＣ回路」という）が含まれている。この並列ＬＣ回路でも、インダクタ２２のインダクタンスと、コンデンサ２３のキャパシタンスと、角周波数ωとを適当に選択することにより、共振現象を起こさせて、共振回路（以下「並列ＬＣ共振回路」という）を構成することができる。本実施形態のアーク放電検知回路２０においても、この並列ＬＣ共振回路を利用して高精度に直列アーク放電を検知するようにしている。

並列ＬＣ共振回路は、インダクタ２２とコンデンサ２３とを並列に接続していることから、並列ＬＣ共振回路のインピーダンスは、共振周波数ｆｒにおいて最大になる。このため並列ＬＣ共振回路では、インダクタ２２の両端に掛かる電圧が最大となり、インダクタ２２の両端に設けられた端子対２４－２４´からの出力は大きくなる。これにより、本実施形態のアーク放電検知回路２０でも、共振周波数ｆｒを特定することにより、その共振周波数ｆｒ周辺の周波数域の出力が明確となり検知精度が向上する。

なお、本実施形態のアーク放電検知回路２０でも、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０で説明したように、抵抗２１の両端部に設けた端子対から高周波信号による出力を検知することもできる。しかしその場合には、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０で説明したように、抵抗２１での放電による電力消費が原因で、抵抗２１の両端部に設けた端子対から出力される電圧が低下するという問題がある。そこで本実施形態のアーク放電検知回路２０でも、電力消費のないインダクタ２２の両端部に設けた端子対２４－２４´から出力電圧を得ることにより、極微細な高周波信号による出力電圧を精度よく検知できるようにしている。

このように、インダクタ２２の両端部に設けた端子対２４－２４´の電圧を監視し、電圧が発生したことを検知すれば、その電圧は、高周波信号によって発生したものであることが分かる。

但し、高周波信号を発生させる原因は、アーク放電以外にも、開閉サージやノイズ等があるため、端子対２４－２４´に電圧が発生したとしても、その電圧は、直列アーク放電が原因となって発生したものであると断定することはできない。これらの各種原因から直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号を特定する方法については、下記に示す第３～第６実施形態に係るアーク放電検知装置において説明する。

以上説明した原理により、本実施形態のアーク放電検知回路２０は、高周波信号が重畳された低周波交流信号から高周波信号を選択して検知することができる。

なお、本実施形態のアーク放電検知回路２０に使用する抵抗２１の抵抗値、インダクタ２２のインダクタンス及びコンデンサ２３のキャパシタンスは、特に限定するものではなく、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０と同様の範囲であることが好ましい。また、これらを組み合わせて共振周波数を特定することにより、その共振周波数周辺の周波数域の検知精度が向上する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るアーク放電検知装置１００は、構成要素の１つとして、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０を備え、端子対１４－１４´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。以下、本実施形態のアーク放電検知装置１００を、図５～図８に基づいて説明する。

本実施形態のアーク放電検知装置１００は、図５及び図７に示すように、主として、アーク放電検知回路１０と、積分回路３０と、コンパレータ４０と、２つの電源回路５０，６０と（以上は図５参照）、単安定マルチバイブレータ７０（図７参照）とによって構成されている。

図５中のアーク放電検知回路１０は、図１に基づいて上述したアーク放電検知回路１０と同じものであり、商用電源Ｐの屋内配線ＥＷの線間に接続されている。端子Ｔａと端子Ｔｂは、屋内配線ＥＷの各異極からそれぞれ取られたものである。

アーク放電検知回路１０中のコンデンサ１３と抵抗１１との接続点と、出力端子対１４－１４´のうちの一方の端子１４´との間には、２個のツェナーダイオード８０ａ，８０ｂをそれぞれ逆向きに直列に接続したものが並列に接続されている。ここで、「逆向きに直列に接続」とは、ツェナーダイオード８０ａのカソードとツェナーダイオード８０ｂのカソードを接続して、両ツェナーダイオード８０ａ，８０ｂを直列に接続することを意味している。

この２個のツェナーダイオード８０ａ，８０ｂは、アーク放電検知回路１０中のコンデンサ１３と抵抗１１との接続点と、出力端子対１４－１４´のうちの一方の端子１４´との間に順方向及び逆方向のいずれに過大電圧が印加されたとしても、その後段の積分回路３０に所定値以上の電圧を印加しない、保護回路として機能する。

出力端子対１４－１４´には、積分回路３０が接続されている。積分回路３０は、ダイオード３１と、２個の抵抗３２，３４と、コンデンサ３３とによって構成されている。

ダイオード３１のアノードは、端子１４に接続され、ダイオード３１のカソードは、２個の抵抗３２，３４の各一端に接続されている。

抵抗３２の他端は、端子１４´に接続され、抵抗３４の他端は、コンデンサ３３の一端に接続されている。コンデンサ３３の他端は、端子１４´に接続されている。

そして、コンデンサ３３の両端にそれぞれ端子３５，３５´が形成され、積分回路３０の出力端子対３５－３５´となっている。

今、商用電源Ｐ（図１参照）の低周波信号に、アーク放電による高周波信号が重畳された信号が端子対Ｔａ－Ｔｂに印加されたとすると、アーク放電検知回路１０の出力端子対１４－１４´（図５中、符号“Ａ”で示される位置）には、当該高周波信号に応じた電圧波形が発生する。図６（ａ）は、この電圧波形の一例を示している。

この電圧波形は、周波数が５００ｎｓ程度であるので、このままの状態で検知することは困難であるが、波形全体の長さ、つまり波形幅が１００μｓ程度に変換できれば、検知が容易となる。

そこで、本実施形態のアーク放電検知装置１００は、積分回路３０を用いて、アーク放電検知回路１０の出力端子対１４－１４´に発生した、アーク放電による高周波信号の正側の波形成分を積分し、波形幅に変換している。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の電圧波形をその波形幅に変換した結果を示しており、図５中、符号“Ｂ”で示される位置、つまり、出力端子対３５－３５´に発生した電圧波形を示している。これにより、変換後の電圧波形は、変換前の電圧波形と比較して、周波数が低くなるため、取り扱いが容易になる。

積分回路３０の出力端子対３５－３５´には、コンパレータ４０が接続されている。コンパレータ４０は、６個の抵抗４１～４６と、オペアンプ４７とによって構成されている。

コンパレータ４０の抵抗４１の一端は、電源回路５０に接続され、抵抗４１の他端は、抵抗４２及び抵抗４３の各一端に接続されている。抵抗４２の他端は、端子Ｔｂにて接地（Ｇ）されている。抵抗４１と抵抗４２は、電源回路５０から供給される電源電圧を分圧する機能を果たしている。電源回路５０は、端子Ｔａと端子Ｔｂとに接続され、商用電源Ｐの電圧（例えば、１００Ｖ）をオペアンプ４７用の電圧（例えば、６Ｖ）に変換している。なお、電源回路５０は、一般的に使用される公知の回路によって構成されているため、その回路構成についての説明は省略する。

また、抵抗４３の他端は、オペアンプ４７のマイナス（－）側入力端に接続されている。抵抗４４の一端は、上記端子３５に接続され、抵抗４４の他端は、オペアンプ４７のプラス（＋）側入力端に接続されている。

そして、抵抗４５が、オペアンプ４７の出力端と＋側入力端との間に挿入され、正帰還を形成している。

さらに、オペアンプ４７の出力端には、抵抗４６の一端が接続され、抵抗４６の他端は、端子Ｔｂにて接地されている。そして、抵抗４６の両端にそれぞれ端子４８，４８´が形成され、コンパレータ４０の出力端子対４８－４８´となっている。

抵抗４１及び抵抗４２は、上述のように、電源回路５０から供給される電源電圧を分圧し、オペアンプ４７の－側入力端に、例えば、＋１．０Ｖの電圧が印加されるようにする。これにより、オペアンプ４７は、＋側入力端に＋１．０Ｖ以上の電圧が印加された場合には、ハイ（Ｈ）、つまり電源回路５０の電源電圧（例えば＋６Ｖ）を出力する一方、＋側入力端に＋１．０Ｖ未満の電圧が印加された場合には、ロー（Ｌ）、例えば０Ｖを出力する。

したがって、図６（ｂ）の電圧波形がコンパレータ４０に入力された場合、コンパレータ４０は、その入力電圧が＋１．０Ｖ以上の区間だけ、＋６Ｖの“Ｈ”レベルを出力する。図６（ｃ）は、コンパレータ４０からの出力信号を示しており、図５中、符号“Ｃ”で示される位置、つまり、出力端子対４８－４８´に発生した電圧波形を示している。

図６（ｂ）に示す、波形幅変換後の電圧波形の電圧は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間、＋１．０Ｖ以上となっているので、コンパレータ４０は、図６（ｃ）に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの時間に相当する８０μｓの時間長の矩形波パルスを生成して出力する。

コンパレータ４０の出力端子対４８－４８´のうち、一方の端子４８は、図５に示すように、抵抗８２を介して、フォトカプラ８１（図５及び図７に分割して記載）の発光ダイオード８１ａのアノードと接続されている。発光ダイオード８１ａのカソードは、上記出力端子対４８－４８´のうち、他方の端子４８´と接続されている。

また、図７に示すように電源Ｖcc（例えば、５Ｖ）には、抵抗８３の一端が接続され、抵抗８３の他端は、トランジスタ８７のベース及び抵抗８４の一端に接続されている。そして、抵抗８４の他端は、フォトカプラ８１（図５及び図７に分割して記載）のフォトトランジスタ８１ｂのコレクタに接続され、フォトトランジスタ８１ｂのエミッタは、接地されている。なお、電源Ｖccは、電源回路６０（図５参照）によって供給される。電源回路６０は、端子Ｔａと端子Ｔｂとに接続され、商用電源Ｐの電圧（例えば、１００Ｖ）を電源Ｖccの電圧（例えば、５Ｖ）に変換する。電源回路６０も、電源回路５０と同様に、一般的に使用される公知の回路によって構成されているため、その回路構成についての説明は省略する。

トランジスタ８７のエミッタは、電源Ｖccに接続され、トランジスタ８７のコレクタは、抵抗８５の一端に接続されている。そして、抵抗８５の他端は、抵抗８６の一端及びＮＯＴ回路９０ａの入力端に接続され、抵抗８６の他端は、接地されている。

フォトカプラ８１は、アーク放電検知装置１００のフォトカプラ８１までの回路１０，３０，４０を含む回路と、フォトカプラ８１以降の回路７０を含む回路とを電気的に絶縁するために用いられる。つまり、アーク放電検知装置１００のフォトカプラ８１までの回路１０，３０，４０を含む回路は、フォトカプラ８１以降の回路７０を含む回路と比較して、消費電力が低いため、前者の回路１０，３０，４０を含む回路が、後者の回路７０を含む回路の影響を受けて、アーク放電の検出精度が悪化する虞がある。このためフォトカプラ８１は、この検出精度を悪化させないように、両者を電気的に切り離す役割を果たしている。

ＮＯＴ回路９０ａの出力端は、ＮＯＴ回路９０ｂの入力端に接続され、ＮＯＴ回路９０ｂの出力端は、抵抗９１の一端に接続され、抵抗９１の他端は、コンデンサ９２の一端及びＮＯＴ回路９３ａの入力端に接続されている。そして、コンデンサ９２の他端は、接地されている。

ＮＯＴ回路９３ａの出力端は、ＮＯＴ回路９３ｂの入力端に接続され、ＮＯＴ回路９３ｂの出力端は、ＮＯＴ回路９３ｃの入力端に接続され、ＮＯＴ回路９３ｃの出力端は、単安定マルチバイブレータ７０の入力端に接続されている。

単安定マルチバイブレータ７０は、２個のＮＡＮＤ回路７１，７２と、コンデンサ７３と、抵抗７４とによって構成されている。

ＮＡＮＤ回路７１の一方の入力端には、上記ＮＯＴ回路９３ｃの出力端が接続され、ＮＡＮＤ回路７１の他方の入力端には、他方のＮＡＮＤ回路７２の出力端と、抵抗９４を介して電源Ｖccとが接続されている。

ＮＡＮＤ回路７１の出力端は、コンデンサ７３の一端に接続され、コンデンサ７３の他端は、ＮＡＮＤ回路７２の両入力端及び抵抗７４の一端に接続されている。抵抗７４の他端は、接地されている。

ＮＡＮＤ回路７２は、ＮＯＴ回路として使用されている。ＮＡＮＤ回路７１の出力は、出力端子７５を介し、単安定マルチバイブレータ７０の出力として、後段の回路、本実施形態では、警報報知回路１１０に供給される。なお、警報報知回路１１０は、電源Ｖccに接続されるとともに、接地されている。

コンパレータ４０の出力端子対４８－４８´は、上述のように、抵抗８２とフォトカプラ８１の発光ダイオード８１ａとの直列回路に接続されている（図５参照）。出力端子対４８－４８´に、上述した図６（ｃ）に示す矩形波パルスが出力されると、その矩形波パルスの立ち上がりで、つまり、時刻Ｔ０で、発光ダイオード８１ａはオンとなって、発光する。これに応じて、フォトダイオード８１ｂもオンとなって、そのコレクタ電位が接地レベルとなり、電源Ｖccから抵抗８３及び抵抗８４に電流が流れる。

その結果、トランジスタ８７のベース電位が上昇し、トランジスタ８７がオンとなり、電源Ｖccから抵抗８５及び抵抗８６に電流が流れる。これに応じて、抵抗８５と抵抗８６との接続点、つまり、図７中、符号“Ｃ”で示される位置の電位も上昇する。

この状態は、上記矩形波パルスが立ち下がるまで継続するので、抵抗８５と抵抗８６との接続点には、当該矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが発生する。このため、抵抗８５と抵抗８６との接続点には、出力端子対４８－４８´と同じ符号“Ｃ”が付けられている。

抵抗８５と抵抗８６との接続点には、上述のように、ＮＯＴ回路９０ａの入力端が接続され、その後段には、ＮＯＴ回路９０ｂが接続されている。図８（ａ）は、ＮＯＴ回路９０ｂの出力端と抵抗９１との接続点、つまり、図７中、符号“Ｄ”で示される位置の電圧波形（矩形波パルス）の一例を示している。図８（ａ）中、左側の「非検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Ｐの低周波交流信号の周波数が“６０Ｈｚ”である場合の半周期（略８ｍｓ）内に１つずつ発生した例を示している。一方、図８（ａ）中、右側の「検知」欄の矩形波パルスは、同半周期内に２つずつ発生した例を示している。なお図８（ａ）～（ｃ）において、破線で示す波形は、商用電源Ｐの低周波交流信号を全波整流したときの半周期毎の電圧波形を示している。

図７における接続点Ｃに、図６（ｃ）と同様の矩形波パルスが発生し、矩形波パルスの立ち上がりにより、ＮＯＴ回路９０ａの入力が“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わったとき、ＮＯＴ回路９０ａの出力は“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。これに応じてＮＯＴ回路９０ｂの出力は、“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わる。つまり、接続点Ｃと接続点Ｄにおける“Ｌ”と“Ｈ”の状態は同じであるので、接続点Ｄには、接続点Ｃにおいて発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが発生する。

接続点Ｄが“Ｈ”である間、電流が接続点Ｄから抵抗９１を介してコンデンサ９２に供給される。これに応じてコンデンサ９２の電位、つまり図７中、符号“Ｅ”で示される位置の電位が上昇する。図８（ｂ）は、この接続点Ｅの電圧波形の一例を示している。図８（ｂ）中、破線で示す閾値Ｔｈは、接続点Ｅに接続されたＮＯＴ回路９３ａが“Ｌ”を出力するための入力電圧の閾値を示している。したがって、接続点Ｅの電圧、つまりＮＯＴ回路９３ａの入力電圧が閾値Ｔｈ以上であれば、ＮＯＴ回路９３ａは“Ｌ”を出力し、接続点Ｅの電圧が閾値Ｔｈ未満であれば、ＮＯＴ回路９３ａは“Ｈ”を出力する。図８（ｂ）の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Ｔｈ以上になる区間が存在しないので、ＮＯＴ回路９３ａは、“Ｈ”を継続して出力する。一方、図８（ｂ）の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Ｔｈ以上になる区間が存在するので、ＮＯＴ回路９３ａは、その区間継続して“Ｌ”を出力する。

閾値Ｔｈは、ＮＯＴ回路９３ａに固有の値であるため、変動することはない。本実施形態では、抵抗９１の抵抗値と、コンデンサ９２のキャパシタンスとを適当に選択することにより、接続点Ｄに印加された矩形波パルスの中から、接続点Ｅの電位が閾値Ｔｈ以上になる矩形波パルスを特定するようにしている。ここで、特定される矩形波パルスとは、具体的には例えば、所定の時間幅以上継続するパルスである。但し、所定の時間幅以上継続するパルスは、１つのパルスでなくても、複数のパルスにより構成されていてもよい。

図８（ａ）の「非検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に１つの矩形波パルスが発生した例を示している。この場合、１つの矩形波パルスでは、所定の時間幅以上継続するパルスが形成されないので、接続点Ｅの電位が閾値Ｔｈ以上に上昇する程の電荷が、コンデンサ９２に供給されない。

一方、図８（ａ）の「検知」欄の矩形波パルスは、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に２つの矩形波パルスが発生した例を示している。この場合、２つの矩形波パルスにより、所定の時間幅以上継続するパルスが形成されるので、接続点Ｅの電位が閾値Ｔｈ以上に上昇する程の電荷が、コンデンサ９２に供給される。

ＮＯＴ回路９３ｂの出力端である接続点Ｆと接続点Ｅとの間には、接続点Ｄと接続点Ｃとの間と同様に、２つのＮＯＴ回路９３ａ，９３ｂが接続されているので、接続点Ｆと接続点Ｅにおける“Ｌ”と“Ｈ”の状態は同じである。このため、ＮＯＴ回路９３ａの入力端が“Ｌ”であれば、つまり接続点Ｅの電圧が閾値Ｔｈ未満であれば、ＮＯＴ回路９３ｂの出力端、つまり接続点Ｆも“Ｌ”となり、ＮＯＴ回路９３ａの入力端が“Ｈ”であれば、つまり接続点Ｅの電圧が閾値Ｔｈ以上であれば、ＮＯＴ回路９３ｂの出力端、つまり接続点Ｆも“Ｈ”となる。図８（ｂ）の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Ｔｈ以上になる区間が存在しないので、図８（ｃ）の「非検知」欄に示すように、接続点Ｆにおける電圧は、“Ｌ”を継続する。一方、図８（ｂ）の「非検知」欄における電圧波形には、閾値Ｔｈ以上になる区間が存在するので、図８（ｃ）の「検知」欄に示すように、接続点Ｆにおける電圧は、その区間“Ｈ”を継続する。

単安定マルチバイブレータ７０の入力端は、上述したように、ＮＯＴ回路９３ｃの出力端に接続されている。ＮＯＴ回路９３ｃは、入力端、つまり接続点Ｆにおける“Ｈ”又は“Ｌ”を反転して出力する。したがって、接続点Ｆの電圧レベルが“Ｌ”であれば、ＮＯＴ回路９３ｃは“Ｈ”を出力し、接続点Ｆの電圧レベルが“Ｈ”であれば、ＮＯＴ回路９３ｃは“Ｌ”を出力する。

単安定マルチバイブレータ７０は、入力が“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がったときに、動作を開始する。なお、単安定マルチバイブレータ７０の動作を開始させる、このようなパルスは、トリガパルスと呼ばれている。

単安定マルチバイブレータ７０が動作を開始すると、出力端子７５からは、コンデンサ７３のキャパシタンスと抵抗７４の抵抗値によって決まる時定数、つまりＣＲ時定数に応じた時間長の矩形波パルスが出力される。なお、単安定マルチバイブレータ７０が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置１００は、アーク放電検知回路１０から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた矩形波パルスを生成する。そして、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成し、生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。

このように、本実施形態のアーク放電検知装置１００によれば、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の時間長に応じた電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す警報用信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路１０から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

また、本実施形態のアーク放電検知装置１００では、アーク放電が原因となって発生する高周波信号に基づいて、アーク放電を検知するようにしたので、つまり、電圧降下をほとんど伴わないアーク放電も検知できるようにしたので、より初期段階の直列アークを確実に、かつ精度良く検知することが可能となる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るアーク放電検知装置２００は、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００と同様に、構成要素の１つとして、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０を備え、端子対１４－１４´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置２００は、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に対して、端子対１４－１４´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置２００を、図９及び図１０に基づいて説明する。

本実施形態のアーク放電検知装置２００は構成上、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に対して、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ８１の発光ダイオード８１ａ以前の回路は、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置２００に含まれる、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路中、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、フォトカプラ８１のフォトダイオード８１ｂのコレクタには、単安定マルチバイブレータ２１０の入力端が接続されている。単安定マルチバイブレータ２１０は、単安定マルチバイブレータ７０と同様に、２個のＮＡＮＤ回路２１１，２１２と、コンデンサ２１３と、抵抗２１４とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ２１０は、単安定マルチバイブレータ７０に対して、コンデンサ２１３のキャパシタンスと抵抗２１４の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ２１０から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。

単安定マルチバイブレータ２１０の入力端は、上述のように、フォトカプラ８１のフォトダイオード８１ｂのコレクタに接続されている。そして上記第３実施形態において上述したように、フォトダイオード８１ｂのコレクタ電位は、フォトカプラ８１が作動しているときは、接地レベルに低下する一方、フォトカプラ８１が作動していないときには、電源Ｖccの電位レベルである。つまり、フォトダイオード８１ｂのコレクタ電位は、通常“Ｈ”であり、図１０（ａ）の矩形波パルスが発生すると、その発生開始から終了に至るまで“Ｌ”となる。

単安定マルチバイブレータ２１０は、入力が“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がったときに、動作を開始する。単安定マルチバイブレータ２１０が動作を開始すると、出力端子２１５からは、コンデンサ２１３のキャパシタンスと抵抗２１４の抵抗値によって決まる時定数、つまりＣＲ時定数に応じた時間長の矩形波パルスが出力される。図１０（ｂ）は、一例として、出力端子２１５の位置、つまり、図９中、符号“Ｇ”で示される位置に発生した時間長７ｍｓの矩形波パルスを示している。なお、単安定マルチバイブレータ２１０が時間長７ｍｓの矩形波パルスを生成して出力する理由は、後述する。

単安定マルチバイブレータ２１０の出力端子２１５は、抵抗２２０の一端に接続され、抵抗２２０の他端は、コンデンサ２２１の一端及びＮＡＮＤ回路２２２の一方の入力端に接続されている。ＮＡＮＤ回路２２２の他方の入力端は、上記第３実施形態において上述した抵抗８５と抵抗８６との接続点Ｃに接続されている。そして、ＮＡＮＤ回路２２２の出力端は、単安定マルチバイブレータ７０の入力端に接続されている。そして、コンデンサ２２１の他端は、接地されている。

ＮＡＮＤ回路２２２の出力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる場合は、ＮＡＮＤ回路２２２の２つの入力が、いずれも“Ｈ”である場合である。つまり、単安定マルチバイブレータ２１０が矩形波パルスを出力し、かつ、抵抗８５と抵抗８６との接続点が“Ｈ”である場合である。しかし、ＮＡＮＤ回路２２２の一方の入力、つまり、単安定マルチバイブレータ２１０の出力が供給されている入力は、単安定マルチバイブレータ２１０から“Ｈ”が出力されたとしても、直ちに“Ｈ”とはならない。これは、ＮＡＮＤ回路２２２の一方の入力は、コンデンサ２２１のキャパシタンスと抵抗２２０の抵抗値によって決まるＣＲ時定数に応じた時間だけ遅れてから、“Ｈ”となるからである。本実施形態では、この遅延時間として、例えば１ｍｓ（図１０（ｃ）において時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの時間）を採用している。“１ｍｓ”は、負荷Ｌとして誘導負荷が接続され、その誘導負荷の起動時に発生する周期的パルス（以下「誘導負荷発生パルス」という）を検知しない不検知時間として採用したものである。誘導負荷発生パルスは、アーク放電が原因となって発生したパルスではないので、誘導負荷発生パルスを不検知にする必要があるからである。

誘導負荷発生パルスは、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期に相当する周期毎に発生することが多い。そして、商用電源Ｐの低周波交流信号の周波数が“６０Ｈｚ”である場合の半周期は、略８ｍｓであり、１つの誘導負荷発生パルスの検知時間として“１ｍｓ”を採ると、その次の誘導負荷発生パルスが発生するまでの間隔は、８（ｍｓ）－１（ｍｓ）＝７（ｍｓ）となる。この“７ｍｓ”が、単安定マルチバイブレータ２１０が発生する矩形波パルスの時間長に相当する。つまり、単安定マルチバイブレータ２１０は、隣接する誘導負荷発生パルス間の間隔に相当する時間長の矩形波パルスを出力する。

図１０（ｃ）は、抵抗２２０とコンデンサ２２１との接続点、つまり図９中、符号“Ｈ”で示される位置に発生する矩形波パルスの一例を示している。図１０（ｃ）の矩形波パルスは、図１０（ａ）の矩形波パルスに同期して生成された図１０（ｂ）の時間長７ｍｓの矩形波パルスの立ち上がりから２ｍｓ遅延して立ち上がり、時間長５ｍｓの矩形波パルスとして生成されている。このように、単安定マルチバイブレータ２１０から出力された時間長７ｍｓの矩形波パルスを２ｍｓ遅延させて、時間長５ｍｓの矩形波パルスを生成したのは、時間長７ｍｓの矩形波パルスのトリガパルス（図１０（ａ）の例では、時刻Ｔ０と時刻Ｔ２で発生した矩形波パルス）を検知しないようにするためである。

図１０（ｄ）は、ＮＡＮＤ回路２２２の出力端、つまり図９中、符号“Ｉ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図９（ｄ）に示すように、図１０（ｃ）の時間長５ｍｓの矩形波パルスが発生中に、接続点Ｃに矩形波パルスが発生したとき、ＮＡＮＤ回路２２２は“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ７０は、動作を開始する。なお、単安定マルチバイブレータ７０が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置２００は、アーク放電検知回路１０から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた矩形波パルスを生成する。そして、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることが検出された場合、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。ここで、「商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が２つ以上であること」を検出するために、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号のうちの最初のパルス信号を検知しないようにしている。

このように、本実施形態のアーク放電検知装置２００によれば、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることが検出された場合に、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路１０から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係るアーク放電検知装置３００は、上記第３及び第４実施形態のアーク放電検知装置１００，２００と同様に、構成要素の１つとして、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０を備え、端子対１４－１４´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置３００は、上記第３及び第４実施形態のアーク放電検知装置１００，２００に対して、端子対１４－１４´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置３００を、図１１及び図１２に基づいて説明する。

本実施形態のアーク放電検知装置３００も構成上、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に対して、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ８１の発光ダイオード８１ａ以前の回路は、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置３００に含まれる、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路中、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。

図１１に示すように、ＮＯＴ回路９３ｃの出力端は、単安定マルチバイブレータ３１０の入力端に接続されている。単安定マルチバイブレータ３１０は、単安定マルチバイブレータ７０と同様に、２個のＮＡＮＤ回路３１１，３１２と、コンデンサ３１３と、抵抗３１４とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ３１０は、単安定マルチバイブレータ７０に対して、コンデンサ３１３のキャパシタンスと抵抗３１４の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ３１０から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。

ＮＯＴ回路９３ｃが“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がる信号を出力すると、単安定マルチバイブレータ３１０は、図１２（ｃ）に示すように、時間長２０ｍｓの矩形波パルスを出力する。なお図１２（ｃ）は、出力端子３１５の位置、つまり、図１１中、符号“Ｊ”で示される位置に発生した２０ｍｓの時間長の矩形波パルスを示している。このように時間長２０ｍｓの矩形波パルスを出力するようにしたのは、後述するように、この時間長２０ｍｓの矩形波パルスをトリガパルスとして、トリガパルスの立ち上がりから１０ｍｓ遅延して立ち上がる時間長４０ｍｓの矩形波パルスを生成するためである。

単安定マルチバイブレータ３１０の出力端子３１５は、抵抗３２０の一端に接続され、抵抗３２０の他端は、コンデンサ３２１の一端及びＮＡＮＤ回路３２２の両入力端に接続されている。そして、コンデンサ３２１の他端は、接地されている。

また、ＮＡＮＤ回路３２２の出力端は、単安定マルチバイブレータ３２０の入力端に接続されている。

単安定マルチバイブレータ３１０の出力が、図１２（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１０で“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わると、抵抗３２０に電流が流れる。この電流は、コンデンサ３２１に電荷を供給し、コンデンサ３２１が満充電になるまで流れる。コンデンサ３２１が満充電になると、抵抗３２０には電流が流れなくなり、コンデンサ３２１と抵抗３２０との接続点の電位が最大値まで上昇する。これに応じて、ＮＡＮＤ回路３２２は出力値を切り替える。

ＮＡＮＤ回路３２２は、上記ＮＡＮＤ回路３１２と同様に、ＮＯＴ回路として機能する。したがって、ＮＡＮＤ回路３２２の入力端が“Ｈ”になると、ＮＡＮＤ回路３２２の出力端は“Ｌ”になる。

単安定マルチバイブレータ３３０は、単安定マルチバイブレータ３１０と同様に、２個のＮＡＮＤ回路３３１，３３２と、コンデンサ３３３と、抵抗３３４とによって構成されている。しかし、単安定マルチバイブレータ３３０は、単安定マルチバイブレータ３１０に対して、コンデンサ３３３のキャパシタンスと抵抗３３４の抵抗値が異なっている。つまり、単安定マルチバイブレータ３３０から出力される矩形波パルスの時間長が異なっている。

単安定マルチバイブレータ３３０は、トリガパルスとして、“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がるものが入力されたときに、つまり、ＮＡＮＤ回路３２２の出力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わったときに、動作を開始して、時間長４０ｍｓの矩形波パルスを出力する（図１２（ｄ）参照）。

しかし、ＮＡＮＤ回路３２２は、単安定マルチバイブレータ３１０から“Ｈ”が出力されたとしても、直ちに“Ｌ”を出力しない。これは、ＮＡＮＤ回路３２２は、コンデンサ３２１のキャパシタンスと抵抗３２０の抵抗値によって決まるＣＲ時定数に応じた時間だけ遅れてから、“Ｌ”を出力するからである。

図１２（ｄ）は、単安定マルチバイブレータ３３０の出力端子３３５、つまり、図１１中、符号“Ｋ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図１２（ｄ）には、時刻Ｔ１０から１０ｍｓだけ遅延した時刻Ｔ１１から、単安定マルチバイブレータ３３０が矩形波パルスの出力を開始する様子が示されている。この遅延時間“１０ｍｓ”は、商用電源Ｐの低周波信号の周波数が“５０Ｈｚ”である場合の半周期に相当し、次の高周波信号についての不検知期間として機能する。このように時間長１０ｍｓの不検知期間を設けたのは、負荷Ｌに電源が供給されたときに、チャタリングなどが原因で発生する高周波信号を、直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号と誤判定しないためである。なお、不検知期間の時間長は、“１０ｍｓ”に限らず、これより長くてもよい。

単安定マルチバイブレータ３３０の出力端子３３５は、ＮＡＮＤ回路３４０の一方の入力端に接続されている。ＮＡＮＤ回路３４０の他方の入力端は、ＮＯＴ回路９３ｃの出力端に接続されている。そして、ＮＡＮＤ回路３４０の出力端は、単安定マルチバイブレータ７０の入力端に接続されている。

ＮＡＮＤ回路３４０は、その２つの入力がいずれも“Ｈ”である場合に、“Ｌ”を出力し、それ以外の場合は、“Ｈ”を出力する。

図１２（ｅ）は、ＮＡＮＤ回路３４０の出力端、つまり図１１中、符号“Ｌ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図１２（ｅ）に示すように、ＮＡＮＤ回路３４０は、単安定マルチバイブレータ３３０が時間長４０ｍｓの矩形波パルスを出力している間に、ＮＯＴ回路９３ｃが、時刻Ｔ１２で矩形波パルスを出力すると、これに同期して“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ７０は、動作を開始する。図１２（ｆ）は、単安定マルチバイブレータ７０の出力端子７５、つまり図１１中、符号“Ｍ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。なお、単安定マルチバイブレータ７０が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置３００は、アーク放電検知回路１０から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた第１矩形波パルスを生成するとともに、当該第１矩形波パルスをトリガパルスとして、所定の時間長（例えば、２０ｍｓ）の第２矩形波パルスを生成し、さらに、当該第２矩形波パルスをトリガパルスとして、当該第２矩形波パルスの発生時刻から所定時間（例えば、商用電源Ｐの半周期である１０ｍｓ）だけ遅延させて、所定の時間長（例えば、４０ｍｓ）の第３矩形波パルスを生成し、当該第３矩形波パルスの生成中に、次の高周波信号がアーク放電検知回路１０から検知されると、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。

そして、上記所定の遅延時間（例えば、１０ｍｓ）は、次の高周波信号についての不検知期間として機能する。このような不検知期間を設けたのは、負荷Ｌに電源が供給されたときに、チャタリングなどが原因で発生する高周波信号を、直列アーク放電が原因となって発生した高周波信号と誤判定しないためである。なお、本実施形態では、不検知期間として、商用電源周波数の半周期に相当する期間を採用しているが、これは、この期間内でチャタリングなどが原因で発生する高周波信号が収束すると推定されるからである。もちろん、この期間内に収束しないのであれば、不検知期間を延ばすようにすればよい。

このように、本実施形態のアーク放電検知装置３００によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路１０から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路１０から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路１０から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係るアーク放電検知装置４００は、上記第３～第５実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００と同様に、構成要素の１つとして、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０を備え、端子対１４－１４´に電圧が発生した場合に、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定し、検知するものである。しかし、本実施形態のアーク放電検知装置３００は、上記第３～第５実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００に対して、端子対１４－１４´に発生した電圧が、直列アーク放電が原因となって発生したものであるかどうかを判定する方法が異なっている。以下、本実施形態のアーク放電検知装置４００を、図１３及び図１４に基づいて説明する。

本実施形態のアーク放電検知装置４００も構成上、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に対して、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路の一部が異なっている。したがって、フォトカプラ８１の発光ダイオード８１ａ以前の回路は、上記第３実施形態のアーク放電検知装置１００に含まれる回路をそのまま用いることにする。さらに、本実施形態のアーク放電検知装置４００に含まれる、フォトカプラ８１のフォトトランジスタ８１ｂ以降の回路中、上記第３～第５実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００に含まれる構成要素と同じものには、同一符号を付して、その説明を省略する。

図１３に示すように、ＮＡＮＤ回路２２２の出力端は、ＮＡＮＤ回路４１０の両入力端に接続され、ＮＡＮＤ回路４１０の出力端は、ＮＡＮＤ回路４１１の一方の入力端に接続されている。また、ＮＡＮＤ回路４１１の他方の入力端には、単安定マルチバイブレータ３３０の出力端子３３５が接続されている。そして、ＮＡＮＤ回路４１１の出力端は、単安定マルチバイブレータ７０の入力端に接続されている。

ＮＡＮＤ回路４１０は、ＮＡＮＤ回路２２２の出力値を反転して出力する。上記第４実施形態において図１０（ｄ）を用いて上述したように、単安定マルチバイブレータ２１０から矩形波パルス（図１０（ｃ）参照）が発生中に、接続点Ｃに矩形波パルスが発生したとき、ＮＡＮＤ回路２２２は“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がる信号を出力する。したがってこのとき、ＮＡＮＤ回路４１０は、“Ｌ”から“Ｈ”に立ち上がる信号、つまり接続点Ｃに発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスを出力する。

図１４（ｆ）は、ＮＡＮＤ回路４１０の出力端、つまり図１３中、符号“Ｎ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図１４（ｆ）に示すように、単安定マルチバイブレータ２１０から時間長７ｍｓの矩形波パルスが出力され、所定の時間（例えば、２ｍｓ）遅れて、接続点Ｈに時間長５ｍｓの矩形波パルスが発生しているときに、時刻Ｔ３で接続点Ｃに矩形波パルスが発生すると、ＮＡＮＤ回路４１０から、接続点Ｃに発生した矩形波パルスと同一形状の矩形波パルスが出力される。

ＮＡＮＤ回路４１１は、ＮＡＮＤ回路４１０の出力と単安定マルチバイブレータ３３０の出力との“ＮＡＮＤ”を出力する。つまり、ＮＡＮＤ回路４１１は、ＮＡＮＤ回路４１０の出力がＨ”であり、かつ単安定マルチバイブレータ３３０の出力がＨ”である場合に限って、“Ｌ”を出力する。

図１４（ｇ）は、ＮＡＮＤ回路４１１の出力端、つまり図１３中、符号“Ｏ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。図１４（ｇ）に示すように、ＮＡＮＤ回路４１１は、単安定マルチバイブレータ３３０が時間長４０ｍｓの矩形波パルスを出力している間に、ＮＡＮＤ回路４１０が矩形波パルスを出力すると、これに同期して“Ｈ”から“Ｌ”に立ち下がる信号を出力する。これに応じて、単安定マルチバイブレータ７０は、動作を開始する。図１４（ｈ）は、単安定マルチバイブレータ７０の出力端子７５、つまり図１３中、符号“Ｐ”で示される位置から出力された矩形波パルスの一例を示している。なお、単安定マルチバイブレータ７０が出力する矩形波パルスは、アーク放電が発生したことを知らせるためのものである。

以上説明したように、本実施形態のアーク放電検知装置４００は、アーク放電検知回路１０から検知された、高周波信号に応じた電圧波形に基づいて、当該電圧波形の波形幅に応じた第１矩形波パルスを生成するとともに、当該第１矩形波パルスをトリガパルスとして、所定の時間長（例えば、２０ｍｓ）の第２矩形波パルスを生成し、さらに、当該第２矩形波パルスをトリガパルスとして、当該第２矩形波パルスの発生時刻から所定時間（例えば、商用電源Ｐの半周期である１０ｍｓ）だけ遅延させて、所定の時間長（例えば、４０ｍｓ）の第３矩形波パルスを生成し、当該第３矩形波パルスの生成中に、商用電源Ｐの低周波交流信号の半周期内に生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることが検出された場合、当該高周波信号は、アーク放電が原因の信号であると判定し、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する。

このように、本実施形態のアーク放電検知装置４００によれば、最初の高周波信号がアーク放電検知回路１０から検知されてから、所定の不検知期間経過後に、次の高周波信号がアーク放電検知回路１０から検知されると、当該高周波信号をアーク放電が原因の高周波信号と判定して、アーク放電の発生を示す信号を外部に出力するようにしたので、アーク放電検知回路１０から検知される高周波信号の中から、アーク放電が原因となって発生する高周波信号を選択して検知でき、これにより、アーク放電の誤検知を防止することができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態に係るアーク放電警報装置は、上述した第３～第６実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００，４００の出力側に警報報知回路１１０を接続したものである。

図７、図９、図１１及び図１３に示すように、アーク放電検知装置１００，２００，３００，４００の各出力側には、警報報知回路１１０が接続されている。警報報知回路１１０は、単安定マルチバイブレータ７０から矩形波パルスが出力されると（図１２（ｆ）及び図１４（ｈ）参照）、これに応じて警報報知を行う。ここで、警報報知の具体例としては、ブザー等の音による報知、赤色回転灯等の光による報知、バイブレータ等の振動による報知、等が考えられる。つまり、警報は、人が知覚できる態様で報知できれば、どのような態様のものを用いてもよい。

このように、本実施形態のアーク放電警報装置によれば、アーク放電が発生すると、アーク放電が発生したことを人に直接知らせてくれるので、人は、アーク放電を原因とする火災などが発生する前に、その予防策を講じることができる。

また、警報報知回路１１０に代えて、商用電源Ｐの電路を遮断する遮断機を設けるようにしてもよい。これによれば、アーク放電が発生すると、自動的に商用電源Ｐの電路が遮断されるので、人は、アーク放電を原因とする火災などに対する事前の予防策すら講じる必要がなくなる。

（第８実施形態）
図１５は、本発明の第８実施形態に係るアーク放電警報装置５００の外観を示す斜視図である。

本実施形態のアーク放電警報装置５００は、その筐体内に上記第７実施形態のアーク放電警報装置を設け、上記端子Ｔａと上記端子Ｔｂとにそれぞれ接続された２本の電源コード５０１と、電源コード５０１の各端部にそれぞれ設けた端子５０２とを備えている。

端子５０２は、各家庭内に設けられた分電盤（図示せず）に接続される。

本実施形態のアーク放電警報装置５００によれば、１つの装置で家中の電源ラインの直列アーク放電を検知し、警報することができる。

（第９実施形態）
図１６は、本発明の第９実施形態に係るアーク放電警報装置６００，６１０の外観を示す斜視図である。

本実施形態のアーク放電警報装置６００，６１０はいずれも、各家庭内に設置されているコンセント７００に差し込んで使用することができるようにしたものである。

アーク放電警報装置６００は、上記第８実施形態のアーク放電警報装置５００の電源コード５０１と同様の電源コード６０１と、電源コード６０１の端部に設けたコンセントプラグ６０２とを備えている。

一方、アーク放電警報装置６１０は、筐体にコンセントプラグの刃６１１を直接設けたものである。

本実施形態のアーク放電警報装置６００，６１０によれば、電気工事士の資格を有しなくても、商用電源Ｐの屋内配線ＥＷの線間に本実施形態のアーク放電警報装置６００，６１０を設置することができる。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記各実施形態のアーク放電検知回路及びアーク放電検知装置では、商用電源の電源周波数の半周期に相当する時間（例えば、電源周波数が６０Ｈｚであるときには、８ｍｓ）を基準に、アーク放電を原因とする高周波信号を検知するようにしたが、これに限られる訳ではない。
（２）上記第３～第６実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００，４００では、構成要素の１つとして、上記第１実施形態のアーク放電検知回路１０を備えるようにしたが、これに代えて、上記第２実施形態のアーク放電検知回路２０を備えるようにしてもよい。
（３）上記第３～第６実施形態のアーク放電検知装置１００，２００，３００，４００では、時間長の長い矩形波パルスを発生させるために、単安定マルチバイブレータを用いたが、これに限らず、非安定マルチバイブレータを用いてもよいし、他の回路を用いてもよい。要するに、必要な時間長の矩形波パルスを発生できれば、どのようなものを用いてもよい。
（４）本実施形態のアーク放電検知装置では、アーク放電が発生したことを知らせる信号として、矩形波パルスを用いたが、パルス信号に限らず、正弦波やノコギリ波などの他の形状の信号でもよい。

１０，２０…アーク放電検知回路、
１１，２１…抵抗、１２，２２…インダクタ、１３，２３…コンデンサ、
１４，１４´，２４，２４´…出力端子、
３０…積分回路、３１…ダイオード、
４０…コンパレータ、４７…オペアンプ、
５０，６０…電源回路、
７０，２１０，３１０，３３０…安定マルチバイブレータ、
８０ａ，８０ｂ…ツェナーダイオード、８１…フォトカプラ、
８１ａ…発光ダイオード、８１ｂ…フォトトランジスタ、
８７…トランジスタ、
９０ａ，９０ｂ，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ…ＮＯＴ回路、
１００，２００，３００，４００…アーク放電検知装置、
５００，６００…アーク放電警報装置、
Ｐ…商用電源、ＥＷ…屋内配線、Ｌ…負荷。

Claims (8)

1. 商用電源に接続された電路の線間に前記商用電源と並列に接続され、当該電路に流れる電流が、前記商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、前記高周波信号を検知してアーク放電検知装置に出力するためのアーク放電検知回路であって、
   抵抗とインダクタとコンデンサとからなるＲＬＣ回路と、
   前記インダクタの両端のそれぞれに設けられた端子からなる端子対と、
   を備え、
   前記ＲＬＣ回路のうち、前記コンデンサと前記抵抗とを接続したＣＲ回路は、前記電路に流れる電流が前記商用電源から供給される低周波交流信号に高周波信号が重畳されているものであるときに、当該電流から高周波信号成分を選択して通過させる通過手段として機能し、
   前記インダクタは、前記通過手段によって通過された高周波信号成分を電圧波形に変換する変換手段として機能し、
   前記端子対は、前記インダクタにより変換された前記電圧波形を前記アーク放電検知装置に出力する出力手段として機能し、
   前記ＲＬＣ回路のうち、前記インダクタのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンスとを所定の値で組み合わせて接続したＬＣ回路を共振回路として構成することにより、当該共振回路のインピーダンスが極値となって前記インダクタの両端に掛かる電圧が最大となり、前記端子対からの出力が大きくなって前記共振回路固有の共振周波数周辺の周波数域の高周波信号成分に変換し、当該変換された前記電圧波形を前記アーク放電検知装置に出力する、
   ことを特徴とするアーク放電検知回路。
2. 前記ＬＣ回路は、直列ＬＣ回路であって、
   前記ＲＬＣ回路は、前記直列ＬＣ回路に前記抵抗が直列に接続した状態で、前記電路の線間に前記商用電源と並列に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアーク放電検知回路。
3. 前記ＬＣ回路は、並列ＬＣ回路であって、
   前記ＲＬＣ回路は、前記並列ＬＣ回路に前記抵抗が直列に接続した状態で、前記電路の線間に前記商用電源と並列に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアーク放電検知回路。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路と、
   前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
   前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段と、
   前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記パルス生成手段によって生成されたパルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段と、
   前記電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段と、
   を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
5. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路と、
   前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
   前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値のパルス信号を生成するパルス生成手段と、
   前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記パルス生成手段によって生成されたパルス信号の個数が２つ以上であることを検出する検出手段と、
   前記検出手段によって２つ以上のパルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成して、外部に出力する警報用信号出力手段と、
   を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
6. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路と、
   前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
   前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第１パルス信号を生成する第１パルス生成手段と、
   前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号の時間長に応じたレベルの電位を生成する電位生成手段と、
   前記電位生成手段によって生成された電位レベルが所定のレベル以上になった場合に、前記第１パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第２パルス信号を生成する第２パルス生成手段と、
   前記第２パルス生成手段によって生成された第２パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段と、
   前記遅延手段によって遅延された第２パルス信号をトリガパルスとして、当該第２パルス信号の時間長より長い時間長の第３パルス信号を生成する第３パルス生成手段と、
   前記第３パルス生成手段によって第３パルス信号が発生している間に、前記第１パルス生成手段によって次の第１パルス信号が生成された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段と、
   を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
7. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアーク放電検知回路と、
   前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形を積分し、積分後の電圧波形の波形幅に応じた電圧波形を生成する積分手段と、
   前記積分手段によって生成された電圧波形が所定の閾値電圧以上である間、所定の電圧値の第１パルス信号を生成する第１パルス生成手段と、
   前記商用電源の前記低周波交流信号の半周期内に前記第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号の個数が２つ以上であることを検出する検出手段と、
   前記第１パルス生成手段によって生成された第１パルス信号をトリガパルスとして、当該第１パルス信号の時間長より長い所定の時間長の第２パルス信号を生成する第２パルス生成手段と、
   前記第２パルス生成手段によって生成された第２パルス信号を所定の不検知時間だけ遅延させる遅延手段と、
   前記遅延手段によって遅延された第２パルス信号をトリガパルスとして、当該第２パルス信号の時間長より長い時間長の第３パルス信号を生成する第３パルス生成手段と、
   前記第３パルス生成手段によって第３パルス信号が発生している間に、前記検出手段によって２つ以上の第１パルス信号が検出された場合に、アーク放電が発生したことを示す警報用信号を生成し、外部に出力する警報用信号出力手段と、
   を有することを特徴とするアーク放電検知装置。
8. 前記積分手段は、前記アーク放電検知回路から出力された電圧波形のうち、正側の電圧波形を積分することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載のアーク放電検知装置。
   

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