JPH04147599A - 灯火断芯検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、直列に接続されている複数の絶縁変成器の二
次側にそれぞれ接続された灯火の断芯を検出する灯火断
芯検出装置に関する。

（従来の技術） 直列灯火点灯回路は、空港の滑走路の進入案内等に用い
られる多数の灯火を点灯するために用いられるものであ
る。この直列灯火点灯回路には、複数の灯火のうちで、
どれかが断芯したことを検出する灯火断芯検出装置が設
けられている。

このような灯火断芯検出装置の最も一般的な構成は、定
電流形の交流電源に複数の変成器の一次側を接続し、二
次側には複数の灯火点灯回路を接続したものである。そ
して、各灯火点灯回路内の各灯火か断芯したときは、断
芯によって生ずる過電圧を検出して二次側を短絡させる
ようにし、所定時間後に短絡を解除したときの交流電源
の出力波形に基いて灯火が断芯したことを検出するよう
にしている。

ところか、このような従来装置では、複数の灯火のうち
に断芯したものかあることは検出できるが、複数の灯火
のうちのいずれが断芯したのかまでは検出できないよう
になっている。

そこで近時は、例えば特開平１−３３５２９２号に開示
された装置のように、断芯した灯火の数のみならず、断
芯した灯火がいずれの灯火であるのか、その配設位置を
も検出することか可能なものが提案されている。

この提案の概要を述べると、まず、各灯火に対応させて
端末部を設け、これら端末部に断芯灯火か否かを判定す
る時間を各灯火毎に異ならせて設定しておく。そして、
交流電源出力が親局側に設けた交流電源制御手段によっ
て制御された時点から親局側に設けた開放動作判断手段
が交流電源出力の変化を検出した時点までの時間をそれ
ぞれ計数する。これとともに、各判定時間を各計数時間
に対応させ、これら判定時間のうち、対応する５を数時
間を判別し、この判別された判定時間に対応する灯火を
断芯灯火と判断するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記提案によって、断芯した灯火の数のみならず、断芯
した灯火がいずれの灯火であるのかまで検出できるよう
になり、灯火の交換などの保守作業を速かに行えるよう
になった。

しかし、灯火の断芯が発生した場合には、端末部内に過
電圧が発生するため、このような過電圧の繰り返しに起
因して端末部内の機器に故障が生ずることかある。そし
て、このような故障によって、端末部自体が正常に機能
しなくなり、灯火の断芯が発生しても、これを検出する
ことかできなくなる場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、断芯し
た灯火の数及びその位置ばかりでなく、各端末部の故障
の有無を診断することも可能な灯火断芯検出装置を提供
しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するための手段として、定電
流形の交Ａ電源に複数の変成器の一次側を接続すると共
に、その二次側に複数の灯火と、これら複数の灯火のそ
れぞれの断芯を検出するための複数の端末部とを接続し
、各灯火が断芯したときは、この断芯によって前記二次
側に生ずる過電圧又は電流遮断を検出してこの二次側を
短絡させ、所定時間後にこの短絡を解除したときの前記
交流電源の出力電圧の波形に基いて各灯火の断芯の検出
を行う灯火断芯検出装置において、前記各灯火の断芯の
有無を検出する場合、及び前記各端末部の故障の有無を
診断する場合に、前記交流電源を各場合につき予め定め
た回数だけ瞬間停止させる電源制御部と、前記各灯火毎
に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の回数を断芯有
無の検出の場合としたときに、前記変成器の二次側を短
絡させ、所定時間経過後にこの短絡を解除する短絡部と
、前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止
の回数を故障有無の診断の場合としたときに、前記変成
器の二次側を所定時間経過後に開放する開放部と、前記
短絡部か短絡を解除したとき、及び前記開放部か開放を
行なったときの前記交流電源の出力波形に基いて、前記
複数の灯火のうちのいずれかに断芯か発生したことの有
無、及び前記複数の端末部のうちのいずれかに故障が発
生したことの有無を判断する断芯・故障判断部と、前記
断芯・故障判断部から断芯信号又は故障信号が出力され
た際に、所定時点からこの断芯信号又は故障信号が出力
された時点までの時間を、各灯火毎及び各端末部毎に予
め定めてある基準時間と比較し、この比較に基いて、前
記断芯又は前記故障が、いずれの灯火又はいずれの端末
部に発生しているかを判断する断芯・故障位置判断部と
、を備えた構成としたものである。

（作　用） 上記構成において、まず、電源制御部は、各灯火の断芯
の有無を検出すべく所定回数だけ交流電源を瞬間停止さ
せる。短絡部は、この所定回数の瞬間停止により、変成
器の二次側を短絡させ、所定時間経過後にこの短絡を解
除する。

短絡部か短絡を解除した時点で、もし灯火に断芯か発生
していれば、交流電源の出力波形に歪みが生じるので、
複数の灯火のうちのいずれかに断芯か発生したことを断
芯・故障判断部か判断し、断芯信号を出力する。

断芯・故障位置判断部は、所定時点からこの断芯信号が
出力された時点までの時間を、各灯火毎に予め定めてあ
る基準時間と比較し、いずれの灯火が断芯しているのか
を判断する。

また、各端末部の故障の有無を診断する際は、電源制御
部が瞬間停止の回数を故障有無の診断の場合としたとき
に、開放部が変成器の二次側を所定時間経過後に開放す
る。

開放部が開放を行なった時点て、その端末部か正常であ
れば交流電源の出力波形に歪みが生じるはずである。逆
に、歪みが生じなければその端末部には故障か発生して
いることになり、このとき断芯・故障判断部は故障信号
を出力する。

断芯・故障位置判断部は、所定時点からこの故障信号が
出力された時点までの時間を、各端末部毎に予め定めて
ある基準時間と比較し、いずれの端末部が故障している
のかを判断する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図はこの実施例の断芯検出装置の構成を示したもの
である。

交流電源１からの電流は定電流電源装置２に入力され、
位相制御により一定に保たれて灯火点灯回路５に供給さ
れる。これにより、灯火点灯回路５における直列に接続
された絶縁変流器ＣＴ、。

Ｃ７０，・・・、ＣＴｎの二次側にそれぞれ接続された
灯火Ｌ１．Ｌ２．・・・、Ｌｎの輝度が一定に維持され
る。

そして、定電流電源装置２の出力電流及び出力電圧は、
計器用変流器３及び計器用変圧器４を介して親局７に入
力されるようになっている。また、各灯火Ｌ１．Ｌ２．
・・・Ｌｎには、それぞれの断芯を検出するための端末
部Ｒ１，Ｒ２，・・・、Ｒｏが接続されている。

親局７は、図示の如く、断芯・故障判断部６、電源制御
部８、断芯・故障位置判断部９、要求内容判定部１０を
有している。断芯・故障判断部６は、灯火Ｌ　１　、　
　Ｌ　２　、・・・、Ｌｏのいずれかに断芯か発生した
ことを判断するもので、この判断結果を断芯・故障位置
判断部９に出力する。電源制御部８は、定電流電源装置
２の出力を制御するもので、断芯の有無にかかわらす一
定周期（例えば、１０分間又はそれ以下の数分間）毎又
は任意周期毎に、灯火の点灯に支障のない短い時間たけ
瞬間的に出力を停止させる（以下、瞬間停止という）。

この瞬間停止は一定時間内に１回又は複数回行なわれる
が、本実施例では、各灯火の断芯の有無を検出する場合
に１回だけ瞬間停止を行い、各端末部の故障の有無を診
断する場合には２回の瞬間停止を行うものとする。

断芯・故障位置判断部９は、各灯火毎にそれぞれ異なる
断芯検出用の基準時間ｔ１．ｔ２　・・・１ｎを記憶し
ており、この基準時間と、断芯・故随判断部６から信号
が送られてきた時間とを比較し、さらに要求内容判定部
１０から得た信号に基いて、断芯した灯火の位置又は正
常若しくは異常な端末部の位置を判断するものである。

要求内容判定部１０は、電源制御部８からの信号により
、定電流電源装置２に対する瞬間停止制御か一定時間内
に何回行なわれたかを検知し、その回数に基いて、断芯
の有無の検出か要求されているのか、故障の有無の診断
か要求されているのかを判定するものである。

次に、端末部Ｒ，，Ｒ２，・・・、Ｒｏの構成につき説
明する。これら端末部Ｒ，，Ｒ２，・・・Ｒｏの構成内
容はいずれも同一であるため、端末部Ｒ１を例にとって
第２図に基き説明する。

第２図において、絶縁変流器Ｃｒ　ｔの二次側に灯火Ｌ
　が接続され、この灯火Ｌ１に対して並列となるように
短絡部１１が接続されている。また、灯火Ｌ１の一端側
には開放部１２が接続されており、この開放部１２を介
して過電圧検出部２１か灯火Ｌ１に対して並列接続され
ている。

短絡部１１は、絶縁変流器ＣＴ１の二次側を短絡するサ
イリスタ部２２と、この短絡の解除を開始するまでの前
記基準時間に対応する時間ｔを設定する時間設定部２４
と、この時間経過後、一定時間Ｔの間、短絡を解除する
ようにサイリスタ部２２を制御する短絡制御部２３とを
有している。

時間設定部２４に設定されている時間は、それぞれの端
末部Ｒ，Ｒ・・・、Ｒ毎に１１，１２゜１　２゛　　　
　ｎ ・・・、ｔ　というように長さが異なっている。

開放部１２は、常時閉となっているサイリスタ部２２と
、このサイリスタ部を開放させる開放制御部２６とから
構成されている。また、絶縁変流器ＣＴ１の二次側には
変流器２７が接続されており、瞬間停止検出部２８はこ
の変流器２７を介して、定電流電源装置２の瞬間停止の
回数を検出する。そして、要求判別部２９は、一定時間
内に検出された瞬間停止の回数から、その瞬間停止が断
芯の有無の検出を要求するものであるのか、あるいは端
末部の故障の有無の診断を要求するものであるのかを判
別し、判別信号を短絡制御部２３又は開放制御部２６に
出力する。例えば、瞬間停止の回数が１回であれば、要
求判別部２９は、断芯有無の検出の要求と判別して判別
信号を短絡制御部２３に出力し、瞬間停止の回数が２回
であれば、要求判別部２つは、故障有無の診断の要求と
判別して判別信号を開放制御部２６に出力する。

次に、以上のように構成される断芯検出装置の動作につ
き説明する。まず、灯火Ｌ１が断芯したとすると、絶縁
変流器ＣＴ１の二次側が開放に近い状態となり過電圧が
発生する。この過電圧を端末部Ｒ１の過電圧検出部２１
が検出し、短絡部１１の短絡制御部２３に過電圧が発生
したことを通知する。

短絡制御部２３はこの通知を受けると、サイリスタ部２
２を駆動させて絶縁変流器Ｃｒ　ｔの二次側を短絡させ
、灯火Ｌ１の断芯が断芯・故障判断部６により検出され
ない状態にする。

一方、上述したように、親局７の電源制御部８により一
定時間内に１回の瞬間停止が行われると、第３図の点線
部のように定電流電源装置２からの出力電流（第３図（
ａ）　）　、及び出力電圧（第３図（ｂ））がゼロにな
る。

この瞬間停止が行われたことを端末部Ｒ１の瞬間停止検
出部２８が変流器２７を介して検出し、その検出信号を
要求判別部２９に出力する。要求判別部２９は、瞬間停
止が発生してから一定時間の間監視を行い、この間に瞬
間停止が１回しか発生しなかったことから、この瞬間停
止を断芯有無の検出の要求と判別する。そして、その判
別信号を短絡制御部２３に出力する。

短絡制御部２３は、この判別信号を入力すると、サイリ
スタ部２２に対し、時間設定部２４に設定された時間ｔ
１だけ経過した後、第３図（ｄ）のような短絡制御信号
を出力し、時間Ｔの間だけ短絡を解除させる。なお、こ
の解除を瞬間停止後に行うのは、灯火毎に異なる時間ｔ
　のカウントを開始する時期を、１サイクルの波形が開
始する時期に同期させるためである。

短絡が解除されると灯火Ｌ１の断芯による出力電圧波形
（第３図（ｂ））に変化が生じるので、断芯・故障判断
部６はこの変化を時間積分手法（斜線部の面積を積分に
より求める）等により検出して断芯発生と判断し、これ
を親局７に通知する。

この場合、断芯が発生したという通知は、第３図（ｃ）
に示すように、短絡解除時間の開始時期よりも飽和時間
αだけ遅れる。

次いて、断芯・故障位置判断部９は、電源制御部８が瞬
間停止を行なった時点から断芯・故障判断部６により断
芯が検出された時点までの時間を求め、これから飽和時
間αを差引いた値を算出する。そして、この時間と、予
め記憶している各灯火毎の基準時間ｔ１．ｔ２．・・・
１ｏとを比較し、もしｔｌと一致していれば、断芯・故
障位置判断部９は灯火Ｌ１が断芯していると判断する。

灯火Ｌ　が断芯した場合は、端末部Ｒ２により絶縁変流
器ＣＴ、の二次側を短絡し、瞬間停止かあった後、時間
設定部２４に設定されている時間ｔ２が経過した後、時
間Ｔだけ短絡を解除する。

そして、断芯・故障位置判断部９により、電源制御部８
が瞬間停止を行なった時点から断芯か検出された時点ま
での時間を求め、これから飽和時間αを差引いた値かｔ
２と一致していることから灯火Ｌ２か断芯したものと判
断する。

ここで、この時間ｔ２の長さは、ｔ、＋Ｔ十Ｔ　（ただ
し、Ｔ　は第３図（Ｃ）に示されたものＸ で、断芯・故障判断部６の復帰時間である）よりも大と
する。これにより、断芯か複数個所で発生した場合でも
短絡を解除させるそれぞれの時間Ｔが重複しないように
することかできる。同様に、灯火Ｌ　に対応した時間ｔ
３はｔｓ　＞ｔ２＋Ｔ＋Ｔ　となり、灯火Ｌ　に対応し
た時間ｔ　はｔＸロロｌ ＞ｔｏ、＋Ｔ十Ｔｘとなる。

このように、それぞれの時間ｔを設定することにより、
灯火Ｌ　及び灯火Ｌ２が同時に断芯した場合についても
対処することかできる。つまり、灯火Ｌ１．Ｌ２が同時
に断芯した場合は、ます、端末部Ｒ１，Ｒ２において絶
縁変流器ＣＴ１ＣＴ　２の二次側をそれぞれ短絡させる
。そして、電源制御部８による瞬間停止か両者とも同時
に行なわれ、時間ｔ１．ｔ２が経過した後、重複しない
時間帯において時間Ｔだけそれぞれ短絡を解除させる。

これにより、断芯・故障位置判断部９は、瞬間停止から
断芯が検出されるまでの時間と記憶された時間ｔとを比
較し、灯火Ｌ１及び灯火Ｌ２が断芯したと判断する。

次に、端末部の故障の有無を診断する場合につき説明す
る。この場合、電源制御部８は定電流電源装置２に対し
一定時間内に２回瞬間停止を行なわせ、２回の瞬間停止
毎に出力電流（第４図（ａ））及び出力電圧（第４図（
ｂ））をゼロにする。

瞬間停止検田部２８は、この２回の瞬間停止を変流器２
７を介して検出し、その検出信号を要求判別部２９に出
力する。要求判別部２９は、瞬間停止が一定時間内に２
回発生したことから、この瞬間停止を故障有無の診断の
要求と判別し、１回目の瞬間停止時に判別信号を短絡制
御部２３に出力し、２回目の瞬間停止時に判別信号を開
放制御部２６に出力する。

短絡制御部２３は、第４図（ｄ）に示すように、１回目
の瞬間停止の終了時点から時間ｔ１が経過するまでサイ
リスク部２２を短絡させ、時間ｔ１経過後はその短絡を
解除する。そして、開放制御部２６は、第４図（Ｃ）に
示すように、２回目の瞬間停止の終了時点から時間ｔ１
１か経過した後開放信号を出力し、サイリスタ部２５を
開放させる。

サイリスタ部２５が開放されると、第４図（ｂ）に示す
ように、定電流電源装置２の出力電圧波形に変化か生じ
る。断芯・故障判断部６は、この変化を前述した時間積
分手法等により検出して端末部Ｒ，か正常に動作したと
判断しこれを親局７に通知する。逆に、サイリスタ部２
５が開放されたにもかかわらず、定電流電源装置２の出
力電圧波形に変化が生しない場合は、端末部Ｒ１が異常
であると判断する。

次いて、断芯・故障位置判断部９は、断芯・故障判断部
６からの診断信号が、端末部Ｒ１〜Ｒ。

のうちのいずれに係るものであるのかを判断するが、そ
の判断の仕方は灯火Ｌ１が断芯した場合と同様であるた
めその説明を省略する。

上述したように、第１図及び第２図の装置によれば、親
局７からの指令によって定電流電源装置２に瞬間停止を
所定回数行なうたけで、いずれの灯火が断芯したかとい
う判断、及びいずれの端末部に故障が発生しているかを
適確に判断することかできる。したかって、保守点検作
業の効率を大幅に向上させることかできる。

この場合に、瞬間停止を電源制御部８か行う周期を短く
すれば、断芯発生後から短時間で検出することができる
。また断芯が発生した場合にも、絶縁変流器の二次側を
先ず短絡して断芯が発生していないときと同等の状態に
し、一定周期毎に短時間Ｔだけ短絡を解除するため、長
時間に渡って高電圧が絶縁変流器の二次側に発生するこ
とが回避されるため、巻線間の短絡や、温度上昇による
焼損を防止することができる。

次に、その他の実施例について説明する。これは、上述
の実施例の端末部Ｒ１，Ｒ２，・・・１Ｒｎ（第２図）
の構成内容を変えたものであり、第５図に端末部ＲＲｔ
として示す。第２図の端末部Ｒでは断芯が発生したこと
を、過電圧検出部２１により絶縁変流器ＣＴ１の二次側
に発生した過電圧を検出することて検出していた。これ
に対しこの端末部ＲＲ，では、断芯の発生により灯火Ｌ
１に流れていた電流か断たれることを、灯火Ｌ　に直列
接続された変流器３０を介して灯火電流断検出部３１が
検出して行う点か異なっている。

このようにして断芯か発生したことを検出することを除
いて、他の構成は上述の実施例と全く同様である。

尚、上述した実施例はいずれも一例であって、本発明の
灯火断芯検出装置を限定するものではない。例えば、変
成器として絶縁変流器を用いているが、変圧器を用いた
直列点灯回路に対しても適用することができ、またこの
ような変成器の二次側を短絡するものとして、実施例で
はサイリスタを用いているが、リレーを用いてその接点
の開閉により行うもの等、他の手段によって短絡するも
のであってもよい。また電源制御部８が行う瞬間停止は
、常時一定周期毎に自動的に行う必要は必ずしもない。

例えば、毎正時毎に数分間の間隔て２〜３回瞬間停止さ
せてもよく、また操作者か断芯の検出を行いたいときに
、手動の操作によりさせるものであってもよい。また、
一定時間内に発生させる複数回の瞬間停止は、ランダム
であっても周期的であってもよい。

上述の実施例では、電源制御部８の行う瞬間停止は、定
電流電源装置２からの出力電圧及び出力電流を共にゼロ
にしているが、一般に定電流電源装置２では灯火を点灯
させるための電源部と、断芯時に時間積分値を得るため
のベース電流を流す電源部とを備えているため、灯火用
電源部のみ出力を０とし、ベース用電源部の出力は０と
しないことによって行ってもよい。この場合の瞬間停止
中の出力電圧及び出力電流の波形は第６図のようである
。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、複数の灯火のうちのい
ずれに断芯が発生しているのか、及び複数の端末部のう
ちのいずれに故障が発生しているのかの双方を、交流電
源の瞬間停止の回数を利用して自動的に監視する構成と
しているので、断芯した灯火を発見するため、および故
障した端末部を発見するために巡回点検等を行なう必要
かなく、保守点検作業の効率を向上させることかできる
。

また、断芯により長時間にわたって変成器に高電圧がか
かる事態を回避できるため、巻線間の短絡や焼損を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は第１図の装置の端末部の構成を示すブロック図、第
３図及び第４図は第１図及び第２図の動作を説明するた
めの波形図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示す
ブロック図、第６図は第１図における定電流電源装置の
出力波形の変形例を示す波形図である。 ２・・・定電流電源装置、６・・・断芯・故障判断部、
８・・・電源制御部、９・・・断芯・故障位置判断部、
１１・・・短絡部、１２・・・開放部、ＣＴ１〜ＣＴ□
・・・絶縁変流器、Ｌ　　−Ｌ　　・・・灯火、Ｒ１〜
Ｒ，・・・端ｎ 束部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 定電流形の交流電源に複数の変成器の一次側を接続する
   と共に、その２次側に複数の灯火と、これら複数の灯火
   のそれぞれの断芯を検出するための複数の端末部とを接
   続し、各灯火が断芯したときは、この断芯によって前記
   二次側に生ずる過電圧又は電流遮断を検出してこの二次
   側を短絡させ、所定時間後にこの短絡を解除したときの
   前記交流電源の出力電圧の波形に基いて各灯火の断芯の
   検出を行う灯火断芯検出装置において、 前記各灯火の断芯の有無を検出する場合、及び前記各端
   末部の故障の有無を診断する場合に、前記交流電源を各
   場合につき予め定めた回数だけ瞬間停止させる電源制御
   部と、 前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の
   回数を断芯有無の検出の場合としたときに、前記変成器
   の二次側を短絡させ、所定時間経過後にこの短絡を解除
   する短絡部と、 前記各灯火毎に設けられ、前記電源制御部が瞬間停止の
   回数を故障有無の診断の場合としたときに、前記変成器
   の二次側を所定時間経過後に開放する開放部と、 前記短絡部が短絡を解除したとき、及び前記開放部が開
   放を行なったときの前記交流電源の出力波形に基いて、
   前記複数の灯火のうちのいずれかに断芯が発生したこと
   の有無、及び前記複数の端末部のうちのいずれかに故障
   が発生したことの有無を判断する断芯・故障判断部と、 前記断芯・故障判断部から断芯信号又は故障信号が出力
   された際に、所定時点からこの断芯信号又は故障信号が
   出力された時点までの時間を、各灯火毎及び各端末部毎
   に予め定めてある基準時間と比較し、この比較に基いて
   、前記断芯又は前記故障が、いずれの灯火又はいずれの
   端末部に発生しているかを判断する断芯・故障位置判断
   部と、を備えたことを特徴とする灯火断芯検出装置。