JPH04298990A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】直列灯火点灯回路は、空港の滑走路の案
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心検
出装置が設けられている。

【０００３】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が断芯し
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。

【０００４】ところが、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が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。

【０００５】そこで近時は、例えば特願平２−２７１３
９３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が可能なものが提案されて
いる。

【０００６】この提案の概要を述べると、まず、各灯火
に対応させて端末器を設け、これら端末器に断芯灯火か
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解放
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
する計数時間を判別し、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。

【０００７】

【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。

【０００８】ところで、上記のようにして、複数の灯火
のうちから断芯灯火を特定する技術に関し改良を重ねて
いるのは、灯火の数が非常に多いため（通常は数千個以
上）、親局側と各端末器側との間に制御線等のケーブル
を敷設するのが事実上不可能となっているからに他なら
ない（もしこのようなケーブルがあれば、断芯灯火に係
る端末器から故障信号等を親局に対して送出することに
より断芯灯火を簡単に特定できる。）。

【０００９】つまり、従来装置では、親局側と複数の端
末器側との間における情報伝達という面に関しては、複
数の端末器側のうちのいずれかに発生した故障（断芯）
信号が親局側に検出されるというだけであり、親局側か
ら各端末器側に向けて何らかの信号を送出するのは不可
能なことであった。

【００１０】しかし、断芯灯火の特定をより確実あるい
は迅速に行うためには、親局側からも各端末器側に向け
て何らかの情報伝達を行える構成とすることが望ましい
。また、このような情報伝達が可能となれば、断芯灯火
を特定する技術以外に、種々の技術に関する改良を期待
することができる。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、多数の灯火のなかから断芯した灯火を特定するこ
とができ、さらに、親局側から各端末器に向けて情報信
号を送ることが可能な灯火断芯検出装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【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、定電流型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
めの複数の端末器とを接続し、これら複数の灯火のうち
から断芯した灯火を特定するための親局を有する灯火断
芯検出装置において、前記親局側に設けられ、前記定電
流型交流電源の出力電圧波形の歪みを検出することによ
り、前記複数の灯火のうちのいずれかに断芯が発生した
ことを判定する断芯発生判定手段と、前記親局側に設け
られ、前記断芯発生判定手段が断芯発生を判定した場合
に、前記定電流型交流電源の出力電流波形につき、所定
の個所の半波部分の有無を制御することにより、この出
力電流波形にディジタル情報を付加する電源制御手段と
、前記各端末器側に設けられ、前記定電流型交流電源の
出力電流波形より前記付加されたディジタル情報を検出
するディジタル情報検出手段と、前記各端末器側に設け
られ、断芯灯火に係る変成器の二次側に生ずる過電圧又
は電流遮断を検出したときにこの変成器の二次側を短絡
させ、さらに、前記ディジタル情報検出手段が所定の情
報を検出した後各端末器毎に予め定められた基準時間が
経過したときにこの短絡を解除する短絡手段と、前記親
局側に設けられ、前記電源制御手段が前記ディジタル情
報を付加した時点から、前記短絡手段の短絡解除により
前記断芯発生判定手段が前記出力電圧波形の歪みを検出
した時点までの時間を前記基準時間と比較することによ
り、前記複数の灯火のうちから断芯した灯火を特定する
断芯位置判定手段と、を備えた構成としたものである。

【００１３】

【作用】上記構成において、いずれかの灯火が断芯する
と、定電流型交流電源の出力電圧波形に歪みが生じるが
、断芯発生判定手段はこの歪みの検出により断芯発生を
判定する。なお、断芯灯火に係る端末器では、このとき
、変成器二次側に生ずる過電圧又は電流遮断を検出して
、短絡手段が変成器二次側を短絡させており、変成器二
次側が高電圧になったままになることを防止している。

【００１４】断芯発生が判定されると、電源制御手段は
、定電流型交流電源の出力電流波形につき、所定個所の
半波部分の有無を制御することによって、この出力電流
波形にディジタル情報を付加する。

【００１５】各端末器では、ディジタル情報検出手段が
この付加されたディジタル情報を検出し、検出してから
各端末器毎に定められている基準時間が経過したときに
短絡手段が短絡を解除する。

【００１６】断芯灯火に係る端末器がこのような短絡解
除を行うと、定電流型交流電源の出力電流波形には、断
芯発生時と同様の歪みが生じる。

【００１７】断芯位置判定手段は、電源制御手段がディ
ジタル情報を付加した時点から、この歪みを断芯発生判
定手段が検出した時点までの時間を各基準時間と比較す
ることにより、どの灯火が断芯したのかを特定する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基き説明する。 図１はこの実施例の断芯検出装置の構成を示すブロック
図である。

【００１９】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内で直
列接続された絶縁変流器ＣＴ１　，ＣＴ２　，…，ＣＴ
ｎ　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。

【００２０】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６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
出するための端末器Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎ　が接続
されている。

【００２１】親局６は、図示の如く、断芯発生判定手段
７及び断芯位置判定手段８を有しており、さらに、内部
にディジタルコード発生部９ａを含む電源制御手段９を
有している。

【００２２】断芯発生判定手段７は、定電流電源装置２
の出力波形の歪みにより、灯火Ｌ１　，Ｌ２　，…，Ｌ
ｎ　のいずれかに断芯が発生したことを判定するもので
、この判定結果を断芯位置判定手段８及び電源制御手段
９に出力する。

【００２３】電源制御手段９は定電流電源装置２の出力
を制御し、ディジタルコード発生部９ａからディジタル
コードを送出できるものである。そして、断芯発生判定
手段７が断芯発生と判定したことを条件に、あるいは任
意のタイミングで、ディジタルコードを送出できるよう
になっている。

【００２４】断芯位置判定手段８はそれぞれ灯火毎に異
なる基準時間ｔ１　，ｔ２　，…，ｔｎ　を記憶してお
き、この時間と、電源制御手段９より信号が入力されて
から断芯発生判定手段７より信号が入力されるまでの時
間とを比較することにより断芯した灯火の位置を特定す
るものである。

【００２５】次に、端末器Ｒ１　，Ｒ２　，…，Ｒｎ　
の構成につき説明する。これら端末器Ｒ１　，Ｒ２　，
…，Ｒｎ　の構成内容はいずれも同一であるため、端末
器Ｒ１　を例にとって図２に基き説明する。

【００２６】図２において、絶縁変流器ＣＴ１　の二次
側に灯火Ｌ１　が接続され、この灯火Ｌ１　に対して並
列となるように短絡手段１１及び過電圧検出部２１が接
続されている。絶縁変流器ＣＴ１　の二次側には、また
、変流器２８を介してディジタル情報検出手段２５も接
続されている。

【００２７】過電圧検出部２１は灯火Ｌ１　が断芯して
絶縁変流器ＣＴ１　の二次側に過電圧が発生した場合に
これを検出して、短絡制御部２３に検出信号を出力する
ものであり、定電流が流れ込まないように高インピーダ
ンスとなっている。

【００２８】短絡手段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、それぞれの端末器Ｒ１　，Ｒ２　，…
，Ｒｎ　毎にｔ１　，ｔ２　，…，ｔｎ　というように
長さが異なっている。

【００２９】ディジタル情報検出手段２５は、絶縁変流
器ＣＴ１　の二次側の出力電圧の波形の変化からディジ
タルコードを検出するものである。

【００３０】次に、このような構成を有した断芯検出装
置の動作について、図３のタイムチャートを用いて説明
する。まず、灯火Ｌ１　が断芯したとすると、絶縁変流
器ＣＴ１　の二次側が解放に近い状態となり過電圧が発
生する。この過電圧を端末器Ｒ１　の過電圧検出部２１
が検出し、短絡制御部２３に過電圧が発生したことを通
知する。

【００３１】短絡制御部２３はこの通知を受けると、時
間Ｔ０　（予定の待ち時間）の経過後、短絡信号を出力
し、サイリスタ部２２を駆動して絶縁変流器ＣＴ１　の
二次側を短絡させ、灯火Ｌ１　が断芯していない場合と
同様の状態すなわち絶縁変流器ＣＴ１　の二次側が解放
されていない状態にする。

【００３２】この時間Ｔ０　の間は、断芯が発生してか
ら短絡されていない状態であるため、図３（ｂ）のよう
に出力電圧波形が変化し、断芯発生判定手段７により断
芯が発生したという判定がなされて、図３（ｃ）のよう
な断芯検出信号が電源制御手段９に出力される。この場
合に、断芯の発生時点から検出信号が出力されるまでに
は、飽和時間αの遅れがあり、さらら短絡開始時点から
断芯検出信号の終了時点までの間には、遅れ時間Ｔｘ　
が存在する。

【００３３】断芯が発生したという判断を通知された電
源制御手段９はディジタルコード発生部９ａから交流電
源装置２の出力波形を変化させるためのディジタルコー
ドを送出する。

【００３４】端末器Ｒ１　のディジタル情報検出手段２
５はこのディジタルコードを検出し、時間設定部２４に
検出したことを通知する。時間設定部２４はこの通知を
受けると、灯火Ｌ１　に対応した時間ｔのカウントを開
始し、時間ｔ１　が経過した後、短絡制御部２３がサイ
リスタ部２２による短絡を一定時間ｔの間だけ解除させ
る。

【００３５】これにより短絡信号は、図３（ｄ）のよう
に一定時間Ｔの間だけオフ状態となる。なお、このよう
な動作を出力波形を変化させた後に行なうのは、灯火毎
に異なる時間ｔと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。

【００３６】短絡が解除されると灯火Ｌ１　の断芯によ
る出力電圧波形（図３（ｂ））に変化が生じるので、断
芯発生判定手段７は、この変化を時間積分手法等により
検出して断芯が発生したと判断し、断芯位置判定手段８
に通知する。

【００３７】断芯位置判定手段８は電源制御手段９がデ
ィジタルコードの送出を行った時点から断芯発生判定手
段７により断芯が発生したという判定がなされた時点ま
での時間を求め、これから飽和時間αを差し引いた値を
算出する。そして、この時間が、予め記憶しているそれ
ぞれの灯火に対応した基準時間ｔ１　，ｔ２　，…，ｔ
ｎ　のいずれと一致しているのかを比較によって求め、
ｔ１　と一致していれば灯火Ｌ１　が断芯したと判定す
る。

【００３８】灯火Ｌ２　が断芯した場合は、短絡制御部
２３の行う短絡の解除は、上記のディジタルコードの送
出が親局６からあった後、時間設定部２４に設定されて
いる時間ｔ２　が経過した後に行なわれる。

【００３９】そして、灯火Ｌ１　の場合と同様に、断芯
位置判定手段８は電源制御手段９が出力波形を変化させ
ディジタルコードを送出した時点から、断芯発生判定手
段７が断芯が発生したと判断した時点までの時間を求め
、これから飽和時間αを差し引いた値と時間ｔ２　とが
一致していることを確認した場合に、灯火Ｌ２　が断芯
したと判断する。

【００４０】ここで、この時間ｔ２　の長さは、ｔ１　
＋Ｔ＋Ｔｘ　（但し、Ｔｘ　は図３（ｃ）に示されたも
ので、断芯発生判定手段７の復帰時間である。）よりも
大とする。このことで、断芯が複数箇所で発生した場合
でも短絡を解除させるときのそれぞれの時間Ｔが重複し
ないようにしている。同様に、灯火Ｌ３　に対応した時
間ｔ３　はｔ３　＞ｔ２　＋Ｔ＋Ｔｘ　となり、灯火Ｌ
ｎ　に対応した時間ｔｎ　はｔｎ　＞ｔｎ　−１＋Ｔ＋
Ｔｘ　となる。

【００４１】このように、それぞれの時間ｔを設定する
ことにより、複数の灯火が断芯した場合にもこれらの断
芯検出が可能となる。例えば、灯火Ｌ１　及び灯火Ｌ２
　が同時に断芯した場合は、まず、端末器Ｒ１　，Ｒ２
　において絶縁変流器ＣＴ１　，ＣＴ２　の二次側をそ
れぞれ短絡させる。そして電源制御手段９によるディジ
タルコードの送出が両者に対して同時に行われた後、そ
れぞれ時間ｔ１　，ｔ２だけ経過させ、この後、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。

【００４２】これにより断芯位置判定手段８は、出力波
形の変化から、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　の双方
が断芯したと判定することができる。

【００４３】また、二つ以上の灯火が少しの時間を隔て
て断芯した場合でも、電源制御手段９からのディジタル
コードの出力を複数回行い、これに伴って断芯位置判断
部９における判断を複数回行って過半数の一致した結果
を検出結果とすることで、検出精度を向上させることが
できる。この場合に、ディジタルコードの送出を行う周
期を、灯火に対応した時間ｔのうち最も長い時間以上の
長さにすることにより、短絡を解除する時間Ｔが重複す
るのを避けることができ、断芯位置の検出精度をより向
上させることができる。

【００４４】次に、電源制御手段９のディジタルコード
発生部９ａにより、定電流電源装置２の出力電流波形に
付加されるディジタルコードの内容につき説明する。

【００４５】図４は、例えば８ビット長で１ワード域を
構成するディジタルコードの例を示すものである。この
例では、出力電流波形の３サイクルで１ビットを表わす
ようにし、先頭の半波部分が有る場合には論理値「１」
とし、無い場合には論理値「０」としている。

【００４６】このようなディジタルコードを用いれば、
例えば２５６個所の灯火あるいは端末器の位置を表わす
ことができ、各灯火あるいは各端末器に対し個別の診断
を実施することも可能となる。したがって、断芯発生の
検出時間の短縮や、その検出精度の向上を図ることも可
能となる。

【００４７】また、このディジタルコードを用いること
により親局から各端末器に対してその他の情報も伝達す
ることができるので、種々の制御に関して改良を期待す
ることができる。

【００４８】そして、このように電源出力をそのまま情
報伝達手段と利用しているので、施行上も問題はなくコ
スト的にも有利なものとなる。また、出力電流波形の或
る半波部分を削除する制御を行うにしても、３サイクル
の中での一つ半波部分のみであり、しかも全てのビット
が「０」となるわけではないので、削除される半波部分
は出力全体からみれば微小なものである。したがって、
灯火の輝度上の面についての問題は何ら生じない。

【００４９】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
きる。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。

【００５０】ところで、図１における断芯位置判定手段
８、及び図２における時間設定部２４は、基準時間ｔ１
　，ｔ２　，…，ｔｎ　の計測を行う場合に、出力電流
波形にディジタルコードが付加された時点から計測を行
うようにしている。つまり、このディジタルコードは、
基準時間の計測開始時点を決定する信号としての役割と
、情報伝達のための信号としての役割との双方を担うも
のである。したがって、単に計測開始時点を決定する役
割だけでよいのであれば、出力電流波形にディジタルコ
ードを付さなくとも他の方法によりこの役割を果す構成
とすることができる。

【００５１】そこで、本発明の実施例とは言えないが、
出力電流波形の位相を変化させる構成についても触れて
おく。

【００５２】すなわち、図１における電源制御手段９に
、定電流電源装置２の出力電流波形の位相を変化させる
機能を持たせておき、断芯発生判定手段７がいずれかの
灯火に断芯が発生したと判定した時点でこの位相を変化
させるようにする。

【００５３】そして、例えば端末器ＲＲ１　側では、図
５に示すように、変流器２９を介して電流位相変化検出
部３０がこの位相変化を検出した時点で時間設定部２４
が基準時間ｔ１　のカウントを開始するようにしている
。図６は、このように位相変化を行った場合の各信号の
波形を示すタイムチャートである。

【００５４】なお、図２の端末器Ｒ１　では、絶縁変流
器ＣＴ１　の二次側に発生した過電圧を過電圧検出部２
１が検出したときに、短絡制御部２３がサイリスタ部２
２に短絡動作を行わせるようにしていた。これに対し、
図５の端末器ＲＲ１　では、灯火Ｌ１　の電流断を、灯
火Ｌ１　に直列接続された変流器２６を介して電流断検
出部２７が検出したときに、短絡制御部２３がサイリス
タ部２２に短絡動作を行わせるようにしている。したが
って、図２における過電圧検出部２１の代りに、図５に
おける変流器２６及び電流断検出部２７を用いることは
もちろん可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、定電流
型交流電源の出力電流波形の所定個所の半波部分の有無
を制御することにより、この出力電流波形にディジタル
情報を付加し、このディジタル情報の検出時点を親局側
及び端末器側の基準時間計測開始時点としたので、多数
の灯火のなかから断芯灯火を特定できるばかりでなく、
親局側から各端末器側に向けて情報を送ることができ、
より高度な制御を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１における端末器の構成を示すブロック図。

【図３】図１及び図２の動作を説明するためのタイムチ
ャート。

【図４】図３におけるディジタルコード部の波形に関す
る説明図。

【図５】図２の変形例を示すブロック構成図。

【図６】図５の動作を説明するためのタイムチャート。

【符号の説明】

２　　定電流型交流電源（定電流電源装置）６　　親局 ７　　断芯発生判定手段 ８　　断芯位置判定手段 ９　　電源制御手段 １１　　短絡手段 ２１　　過電圧検出部 ２５　　ディジタル情報検出手段 ２７　　電流断検出部 Ｌ１　〜Ｌｎ　　　灯火 ＣＴ１　〜ＣＴｎ　　　変成器（絶縁変流器）Ｒ１　〜
Ｒｎ　　　　　端末器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流型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
   端末器とを接続し、これら複数の灯火のうちから断芯し
   た灯火を特定するための親局を有する灯火断芯検出装置
   において、前記親局側に設けられ、前記定電流型交流電
   源の出力電圧波形の歪みを検出することにより、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を判定
   する断芯発生判定手段と、前記親局側に設けられ、前記
   断芯発生判定手段が断芯発生を判定した場合に、前記定
   電流型交流電源の出力電流波形につき、所定の個所の半
   波部分の有無を制御することにより、この出力電流波形
   にディジタル情報を付加する電源制御手段と、前記各端
   末器側に設けられ、前記定電流型交流電源の出力電流波
   形より前記付加されたディジタル情報を検出するディジ
   タル情報検出手段と、前記各端末器側に設けられ、断芯
   灯火に係る変成器の二次側に生ずる過電圧又は電流遮断
   を検出したときにこの変成器の二次側を短絡させ、さら
   に、前記ディジタル情報検出手段が所定の情報を検出し
   た後各端末器毎に予め定められた基準時間が経過したと
   きにこの短絡を解除する短絡手段と、前記親局側に設け
   られ、前記電源制御手段が前記ディジタル情報を付加し
   た時点から、前記短絡手段の短絡解除により前記断芯発
   生判定手段が前記出力電圧波形の歪みを検出した時点ま
   での時間を前記基準時間と比較することにより、前記複
   数の灯火のうちから断芯した灯火を特定する断芯位置判
   定手段と、を備えたことを特徴とする灯火断芯検出装置
   。